כיצד לקרר את מודולי ה-IGBT
אם הכוח של מודול IGBT קבוע וההתנגדות התרמית בין קונכיות IGBT קבועה, ההתנגדות התרמית בין מעטפת IGBT להטאסינק קשורה למידת החומר והמגע של ההטאסינק, אך ההתנגדות התרמית כאן קטנה, כך שהשינוי בחומר ולמידת המגע של הרדיאטור יש השפעה מועטה על כל תהליך פיזור החום.
תהליך הקירור של מודול IGBT הוא כדלקמן: אובדן החשמל של IGBT בצומת; הטמפרטורה בצומת מועברת למעטפת מודול IGBT; גוף קירור הולכת חום במודול IGBT; חום מגוף הקירור מועבר לאוויר.ישנם שני גורמים עיקריים המשפיעים על פיזור החום שלו, האחד הוא ההפסד הכולל, השני הוא ההתנגדות התרמית של גוף הקירור. עם זאת, בשל מגבלות הספק המוצא ותנאי העבודה בפועל, לא ניתן לשנות את אובדן ההספק הכולל של IGBT, ולכן מה שצריך לקחת בחשבון הוא כיצד לשנות את ההתנגדות התרמית מרדיאטור לאוויר או מדיה אחרת.
יש להפחית את עליית הטמפרטורה שנוצרת על ידי הכוח המתפזר של התקן החשמל על ידי גוף הקירור התרמי. דרך גוף הקירור, ניתן להגדיל את אזור הולכת החום והקרינה של התקן הכוח, להרחיב את זרימת החום ולחצור את תהליך מעבר הולכת החום ולהעביר את החום ישירות או דרך מדיום הולכת החום לקירור בינוני, כגון אוויר, נוזל או תערובת נוזלית.
קירור אוויר טבעי:
קירור אוויר טבעי מתייחס למימוש של התקני חימום מקומיים לפיזור חום לסביבה מבלי להשתמש באנרגיית עזר חיצונית כלשהי, כדי להשיג את מטרת בקרת הטמפרטורה.
זה בדרך כלל כולל הולכת חום, הסעה וקרינה. הוא מתאים להתקנים ורכיבים בעלי הספק נמוך עם דרישות נמוכות לבקרת טמפרטורה ושטף חום נמוך של חימום המכשיר, וכן מכשירים אטומים או מורכבים בצפיפות שאינם מתאימים או שאינם זקוקים לטכנולוגיות קירור אחרות.
קירור אוויר מאולץ:
קירור אוויר בהסעה מאולצת מאופיין ביעילות גבוהה של פיזור חום, ומקדם העברת החום שלו הוא פי 2-5 מזה של קירור עצמי.
קירור אוויר בהסעה כפויה מחולק לשני חלקים: גוף קירור סנפיר ומאוורר. תפקידו של רדיאטור הסנפיר במגע ישיר עם מקור החום הוא להוביל החוצה את החום הנפלט ממקור החום, והמאוורר משמש לאלץ קירור הסעה לגוף הקירור, כדי לאלץ קירור אוויר, שקשור בעיקר החומר, המבנה והסנפירים של הרדיאטור. ככל שמהירות הרוח גדולה יותר, ההתנגדות התרמית של הרדיאטור קטנה יותר, אך התנגדות הזרימה גדולה יותר. לכן, יש להגביר את מהירות הרוח כראוי כדי להפחית את ההתנגדות התרמית. לאחר שמהירות הרוח עולה על ערך מסוים, ההשפעה של הגדלת מהירות הרוח על ההתנגדות התרמית קטנה מאוד.
קירור גוף קירור בצינור חום:
צינור החום הוא אלמנט העברת חום עם מוליכות תרמית גבוהה. זה מממש אפקט העברת חום יוצא דופן עם מצב העברת חום ייחודי. לדגם השירות יש יתרונות של יכולת העברת חום חזקה, יכולת השוואת טמפרטורה מעולה, צפיפות חום משתנה, ללא ציוד נוסף, פעולה אמינה, מבנה פשוט, קל משקל, ללא תחזוקה, רעש נמוך וחיי שירות ארוכים, אך המחיר יקר.
קירור נוזלי:
בהשוואה לקירור אוויר, קירור נוזלי משפר משמעותית את המוליכות התרמית. קירור נוזלי הוא בחירה טובה עבור מכשירים אלקטרוניים בעלי כוח עם צפיפות הספק גבוהה. מערכת הקירור הנוזלית משתמשת במשאבת המחזור כדי להבטיח שנוזל הקירור מסתובב בין מקור החום למקור הקור כדי להחליף חום.
יעילות הקירור של רדיאטור מקורר מים היא גבוהה מאוד, ששווה ל-100-300 פעמים ממקדם העברת החום של קירור טבעי באוויר. החלפת גוף קירור קירור אוויר ברדיאטור מקורר מים יכולה לשפר מאוד את קיבולת המכשירים.
בדומה להתקני כוח אחרים, למערכת קירור יעילה, יציבה, נוחה וקומפקטית יש משמעות רבה לתכנון של מכשירי IGBT כדי להבטיח את פעולתם הבטוחה והיציבה. במיוחד עם הגדלת צפיפות ההספק של מודול IGBT, סביבת היישום הקשה ושיפור דרישות האמינות והחיים, עבור מודול IGBT, העיצוב התרמי וטכנולוגיית הניהול התרמי שלו הם החוליה החשובה ביותר בתכנון וביישום של מוצרים חדשים.
