ניהול תרמי IGBT
מגמת הגידול במכירות של רכבי אנרגיה חדשים והמצב הנוכחי של מחסור בשבבים, יחד עם חוסר הוודאות של מגמת המגיפה העתידית, היצע השוק של IGBT עדיין במצב צר יחסית. בדומה להתקני כוח אחרים, על מנת להבטיח את פעולתו היעילה, הבטוחה והיציבה, טכנולוגיית הניהול התרמי עבור מודול IGBT היא החוליה החשובה ביותר בתכנון וביישום של מוצרים חדשים.
מה זה IGBT:
IGBT (טרנזיסטור דו-קוטבי שער מבודד) הוא סוג של התקן מוליכים למחצה כוח. שמו הסיני הוא "טרנזיסטור דו-קוטבי של שער מבודד", המורכב מ-BJT (טרנזיסטור צומת דו-קוטבי) ומ-MOSFET (טרנזיסטור אפקט שדה של שער מבודד). כהתקן הכוח המרכזי של המרת אנרגיה ובקרת הספק, IGBT נקרא "CPU" בתעשיית האלקטרוניקה.
ניהול תרמי עבור מודולי IGBT:
גורמי הכשל של רוב מודולי מוליכים למחצה IGBT קשורים לחום. לכן, האמינות של IGBT הודאגה גם על ידי התעשייה והאקדמיה, והפכה למוקד מחקר כיום. ניתן לחלק את שיטות הניהול התרמי עבור מודולי IGBT לניהול תרמי פנימי וניהול תרמי חיצוני. ביישומים ספציפיים, בשל קיבולת החום הגדולה בין מערכת הקירור למצע התקן המוליך למחצה, ניתן לפצות רק על הטמפרטורה המשתנה באיטיות, כך שהניהול התרמי החיצוני מתאים לתנודות טמפרטורת צומת בתדר נמוך. לשינוי הטמפרטורה המהיר, זה נחשב להתאים את הפרמטרים החשמליים הקשורים לטמפרטורה במערכת, כלומר, ניהול תרמי פנימי, כדי להשפיע ישירות על טמפרטורת הצומת.
ניהול תרמי פנימי:
הרעיון המרכזי של ניהול תרמי פנימי הוא לשנות את אובדן מודול ה-IGBT כדי להחליק את תנודת טמפרטורת הצומת הנגרמת על ידי תנודת כוח העומס. עד כה, חוקרים בחנו אסטרטגיות רבות של ניהול תרמי אקטיבי, כולל התאמת תדר המיתוג, התנגדות הרשת, מחזור העבודה, הספק תגובתי מחזורי ונתב הספק, והוכיחו את היתכנותם באופן תיאורטי וניסיוני.
ניהול תרמי חיצוני:
שיטות הניהול התרמי החיצוני של מודול IGBT משמשות בעיקר כדי לפצות על השינוי בטמפרטורת הסביבה או לשלוט בטמפרטורת הצומת הממוצעת, בעוד שהמחקר על שינוי טמפרטורת צומת חלק הוא מועט יחסית.
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.
