Como Resfriar os Módulos IGBT
Se a potência do módulo IGBT for constante e a resistência térmica entre os invólucros IGBT for constante, a resistência térmica entre o invólucro IGBT e o hetasink está relacionada ao material e grau de contato do hetasink, mas a resistência térmica aqui é pequena, então a mudança de material e o grau de contato do radiador tem pouco impacto em todo o processo de dissipação de calor.
O processo de resfriamento do módulo IGBT é o seguinte: a perda de energia do IGBT na junção; A temperatura na junção é transmitida ao invólucro do módulo IGBT; Dissipador de calor por condução de calor no módulo IGBT; O calor do dissipador de calor é transferido para o ar.Existem dois fatores principais que afetam sua dissipação de calor, um é a perda total e o outro é a resistência térmica do dissipador de calor. No entanto, devido às limitações de potência de saída e condições reais de trabalho, a perda total de potência do IGBT não pode ser alterada, portanto, o que precisa ser considerado é como alterar a resistência térmica do radiador para o ar ou outro meio.
O aumento de temperatura gerado pela potência dissipada do dispositivo de potência precisa ser reduzido pelo dissipador de calor térmico. Através do dissipador de calor, a condução de calor e a área de radiação do dispositivo de energia podem ser aumentadas, o fluxo de calor pode ser expandido e o processo de transição de condução de calor pode ser tamponado, e o calor pode ser transmitido diretamente ou através do meio de condução de calor para o resfriamento meio, como ar, líquido ou mistura de líquidos.
Resfriamento natural do ar:
Resfriamento de ar natural refere-se à realização de dispositivos de aquecimento local para dissipar o calor para o ambiente circundante sem usar qualquer energia auxiliar externa, de modo a atingir o objetivo de controle de temperatura.
Geralmente inclui condução de calor, convecção e radiação. É adequado para dispositivos e componentes de baixa potência com baixos requisitos de controle de temperatura e baixo fluxo de calor de aquecimento do dispositivo, bem como dispositivos selados ou densamente montados que não são adequados ou não precisam de outras tecnologias de resfriamento.
Resfriamento por ar forçado:
O resfriamento de ar por convecção forçada é caracterizado pela alta eficiência de dissipação de calor e seu coeficiente de transferência de calor é 2-5 vezes o do auto-resfriamento.
O resfriamento de ar por convecção forçada é dividido em duas partes: dissipador de calor e ventilador. A função do radiador aletado em contato direto com a fonte de calor é conduzir o calor emitido pela fonte de calor, e o ventilador é usado para forçar o resfriamento convectivo ao dissipador de calor, de modo a forçar o resfriamento do ar, que está relacionado principalmente ao o material, estrutura e aletas do radiador. Quanto maior a velocidade do vento, menor a resistência térmica do radiador, mas maior a resistência ao fluxo. Portanto, a velocidade do vento deve ser aumentada adequadamente para reduzir a resistência térmica. Depois que a velocidade do vento excede um determinado valor, o impacto do aumento da velocidade do vento na resistência térmica é muito pequeno.
Resfriamento do dissipador de calor do tubo de calor:
O tubo de calor é um elemento de transferência de calor com alta condutividade térmica. Ele realiza um efeito de transferência de calor extraordinário com modo de transferência de calor exclusivo. O modelo utilitário tem as vantagens de forte capacidade de transferência de calor, excelente capacidade de equalização de temperatura, densidade de calor variável, sem equipamento adicional, operação confiável, estrutura simples, peso leve, sem manutenção, baixo ruído e longa vida útil, mas o preço é caro.
Resfriamento líquido:
Comparado com o resfriamento a ar, o resfriamento líquido melhora significativamente a condutividade térmica. O resfriamento líquido é uma boa escolha para dispositivos eletrônicos de potência com alta densidade de potência. O sistema de resfriamento líquido usa a bomba de circulação para garantir que o refrigerante circule entre a fonte de calor e a fonte fria para trocar calor.
A eficiência de resfriamento do radiador refrigerado a água é muito alta, o que é igual a 100-300 vezes o coeficiente de transferência de calor do resfriamento natural do ar. A substituição do dissipador de calor de refrigeração a ar por um radiador refrigerado a água pode melhorar muito a capacidade dos dispositivos.
Semelhante a outros dispositivos de energia, um sistema de resfriamento eficiente, estável, conveniente e compacto é de grande importância para o projeto de dispositivos IGBT para garantir sua operação segura e estável. Especialmente com o aumento da densidade de potência do módulo IGBT, o ambiente de aplicação hostil e a melhoria dos requisitos de confiabilidade e vida útil, para o módulo IGBT, seu design térmico e tecnologia de gerenciamento térmico é o elo mais importante no design e aplicação de novos produtos.
