Cara meningkatkan kinerja termal Modul IGBT
Jika kekuatan modul IGBT konstan dan resistansi termal antara cangkang IGBT konstan, maka resistansi termal antara cangkang IGBT dan hetasink terkait dengan material dan derajat kontak hetasink, namun resistansi termal di sini kecil, sehingga perubahan material dan tingkat kontak radiator berdampak kecil pada keseluruhan proses pembuangan panas.
Proses pendinginan modul IGBT adalah sebagai berikut: hilangnya daya IGBT pada sambungan; Suhu di persimpangan ditransmisikan ke cangkang modul IGBT; Heatsink konduksi panas pada modul IGBT; Panas dari heatsink dipindahkan ke udara.
Ada dua faktor utama yang mempengaruhi pembuangan panasnya, yang pertama adalah kehilangan total, yang lainnya adalah ketahanan termal dari heatsink. Namun karena keterbatasan daya keluaran dan kondisi kerja sebenarnya, total kehilangan daya IGBT tidak dapat diubah, sehingga yang perlu diperhatikan adalah bagaimana cara mengubah ketahanan termal dari radiator ke udara atau media lainnya.
Kenaikan suhu yang dihasilkan oleh daya yang hilang dari perangkat listrik perlu dikurangi dengan heatsink termal. Melalui heatsink, area konduksi panas dan radiasi perangkat listrik dapat ditingkatkan, aliran panas dapat diperluas dan proses transisi konduksi panas dapat disangga, dan panas dapat ditransmisikan secara langsung atau melalui media konduksi panas ke pendingin. media, seperti campuran udara, cairan atau cairan.
Pendinginan udara alami:
Pendinginan udara alami mengacu pada realisasi perangkat pemanas lokal untuk membuang panas ke lingkungan sekitar tanpa menggunakan energi tambahan eksternal, sehingga mencapai tujuan pengendalian suhu. Biasanya mencakup konduksi panas, konveksi, dan radiasi. Sangat cocok untuk perangkat dan komponen berdaya rendah dengan persyaratan rendah untuk kontrol suhu dan fluks panas rendah pada pemanas perangkat, serta perangkat tertutup atau rakitan padat yang tidak sesuai atau tidak memerlukan teknologi pendinginan lainnya.
Pendinginan udara paksa:
Pendinginan udara konveksi paksa ditandai dengan efisiensi pembuangan panas yang tinggi, dan koefisien perpindahan panasnya 2-5 kali lipat dari pendinginan mandiri. Pendinginan udara konveksi paksa dibagi menjadi dua bagian: pendingin sirip dan kipas. Fungsi sirip radiator yang bersentuhan langsung dengan sumber panas adalah untuk mengeluarkan panas yang dipancarkan oleh sumber panas, dan kipas digunakan untuk memaksa pendinginan konvektif ke heatsink, sehingga memaksa pendinginan udara, yang terutama terkait dengan bahan, struktur dan sirip radiator. Semakin besar kecepatan angin maka semakin kecil hambatan termal radiator, namun semakin besar pula hambatan alirannya. Oleh karena itu, kecepatan angin harus ditingkatkan secara tepat untuk mengurangi hambatan termal. Setelah kecepatan angin melebihi nilai tertentu, dampak peningkatan kecepatan angin terhadap hambatan termal menjadi sangat kecil.
Pendinginan heatsink pipa panas:
Pipa panas adalah elemen perpindahan panas dengan konduktivitas termal yang tinggi. Ia mewujudkan efek perpindahan panas yang luar biasa dengan mode perpindahan panas yang unik. Model utilitas memiliki keunggulan kemampuan perpindahan panas yang kuat, kemampuan pemerataan suhu yang sangat baik, kepadatan panas yang bervariasi, tidak ada peralatan tambahan, pengoperasian yang andal, struktur sederhana, ringan, tanpa perawatan, kebisingan rendah dan masa pakai yang lama, namun harganya mahal.
Pendinginan cair:
Dibandingkan dengan pendinginan udara, pendinginan cair secara signifikan meningkatkan konduktivitas termal. Pendinginan cair adalah pilihan yang baik untuk perangkat elektronik daya dengan kepadatan daya tinggi. Sistem pendingin cair menggunakan pompa sirkulasi untuk memastikan bahwa cairan pendingin bersirkulasi antara sumber panas dan sumber dingin untuk menukar panas. Efisiensi pembuangan panas radiator berpendingin air sangat tinggi, yaitu setara dengan 100-300 kali koefisien perpindahan panas pendinginan alami udara. Mengganti radiator berpendingin udara dengan radiator berpendingin air dapat meningkatkan kapasitas perangkat secara signifikan.
