Mikä on IGBT?
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transformer) on energian muuntamisen ja siirron ydinlaite, joka tunnetaan yleisesti tehoelektroniikkalaitteiden "CPU:na". Sitä käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin rautatieliikenne, älykäs verkko, ilmailu, sähköajoneuvot ja uudet energialaitteet.
IGBT-moduuli on modulaarinen puolijohdetuote, joka on pakattu IGBT:llä (insulated gate bipolar transistor chip) ja FWD:llä (Flyback-diodisiru) erityisellä kokoonpanolla. IGBT-moduuli voi kapseloida useita IGBT-siruja sisäisesti, mikä saavuttaa korkean virrankäsittelykapasiteetin välttääkseen aktiivisen alueen kasvattamisen ongelman samalla, kun IGBT-sirun tuotto vähenee. Yksisiruisiin moduuleihin verrattuna pakkausmoduuleilla, joissa on useita sisäisiä IGBT-siruja, on vastuullisempi rakenne ja korkeammat lämmönhallinnan vaatimukset. Teholaitteena, jolla on korkea lämmöntuotto ja johon lämpötila vaikuttaa suuresti, IGBT-moduulin on ohjattava solmun lämpötilaa kohtuullisella alueella todellisessa käytössä normaalin toiminnan varmistamiseksi. Liian korkea käyttölämpötila muuttaa sen puolijohteen Fyysinen vakio ja laitteen sisäiset parametrit, mikä johtaa siihen, että igbt-moduuli ei voi toimia kunnolla, ja jopa vaikuttaa sen käyttöikään vakavissa tapauksissa.
IGBT-jäähdytystekniikka
Tällä hetkellä markkinoilla yleisesti käytettyjä IGBT:n jäähdytysmenetelmiä ovat ilmajäähdytystekniikka, lämpöputkijäähdytystekniikka ja vesijäähdytystekniikka.
Ilmanjäähdytystekniikka
Ilmajäähdytystekniikka käyttää ilman konvektio-lämmönsiirtovyöhykettä lämmön haihduttamiseen. Se voidaan jakaa passiiviseen luonnolliseen konvektioilmajäähdytykseen ja aktiiviseen pakotettuun konvektioilmajäähdytykseen. Luonnollinen konvektioilman jäähdytys johtuu pääasiassa tiheyskontrastista, joka johtuu ilman lämpötilaerosta eri kohdissa, mikä synnyttää kelluvuutta liikkeellepanevana voimana, joka ohjaa ympäröivää ilmavirtauskanavaa ottamaan lämpöä pois. Tämän jäähdytystilan patteri on rakenteeltaan yksinkertainen ja helppo huoltaa, mutta sen lämmönvaihtokyky on heikko ja sitä voidaan käyttää vain alhaisen jäähdytystehon ja alhaisen lämmöntuoton aikana. IGBT-teholaitteiden integroinnin ja suurtehon kehittymisen myötä jäähdytyksen tarve kasvaa päivä päivältä, eikä pelkästään luonnollisen ilmajäähdytyksen käyttö jäähdytykseen riitä.
Lämmönpoistotarpeiden täyttämiseksi IGBT-laitteeseen on asennettu tuuletin, joka edistää pakotettua ilmankiertoa. Pakkokonvektioilmajäähdytyksen lämpövastus voidaan pienentää viidesosaan - viidesosaan luonnollisen konvektioilmajäähdytyksen lämpöresistanssista, mikä lisää huomattavasti lämmönpoistokykyä. Puhaltimien ja muiden laitteiden lisäyksen vuoksi on kuitenkin tarpeen suunnitella ilmakanavat, suorittaa säännölliset huollot, vähentää järjestelmän luotettavuutta, vähentää laiteintegraatiota ja työskennellä kovaa melua.
Ilmajäähdytystekniikan jäähdytystehokkuuden takaamiseksi IGBT-moduuliin asennetaan yleensä jäähdytyselementti lämmönvaihtoalueen lisäämiseksi, joka tunnetaan yleisesti ripajäähdytyselementtinä. AWINDin laajan tutkimuksen ja optimoinnin jälkeen ilmajäähdytteisillä pattereilla, erityisesti rinnakkaisilla alumiinilamellipattereilla, on yksinkertainen rakenne ja kypsät valmistusprosessit, mikä tekee niistä yleisimmin käytetyn lämmönpoistolaitteen nykyisessä IGBT-jäähdytyksessä. Kuitenkin johtuen ongelmista, kuten pieni ilman ominaiskapasiteetti ja alhainen lämmönjohtavuus, jopa pakotetulla konvektioilmajäähdytyksellä on rajallinen lämmönpoistokyky, eikä se pysty tehokkaasti vastaamaan nykyisen suuren lämpövuon tiheyden ja integroitujen IGBT-moduulien nopean hetkellisen lämmityksen aiheuttamiin lämmönpoistotarpeisiin.
Lämpöputkien jäähdytystekniikka
Lämpöputki koostuu pääasiassa suljetusta vaipasta, nesteen imuytimestä ja höyrykanavasta. Tietty määrä nestettä täytetään putkeen. Lämpöputken toinen pää on haihdutusosa ja toinen pää on kondensaatioosa. Työprosessin aikana haihdutusosa absorboi lämmönlähteen tuottamaa lämpöä, jolloin ympäröivässä nesteimuytimessä oleva neste höyrystyy. Sitten lämpö siirtyy höyryn mukana lämpöputken haihdutusosasta lauhdutusosaan, ja höyry tiivistyy nesteeksi lauhdutusosassa ja siirtää lämmön ulkomaailmaan; Kondensoitunut neste palaa haihdutusosaan putken seinämässä olevan imuytimen kapillaarivaikutuksen kautta, toistaen edellä mainitun syklin prosessin, siirtäen jatkuvasti lämpöä päästä toiseen päähän, jolloin saadaan lämpöhäviö.
Pakkokonvektioilmajäähdytystekniikkaan verrattuna lämpöputkien käyttöönotto parantaa huomattavasti jäähdytyselementin suorituskykyä. Lisäksi lämpöputken jäähdytyselementin luotettavuus on korkea ja kylmäainevuodon riski pieni. Siksi nykyisillä igbt-lämmönhallintamarkkinoilla on myös tietty sovellusperusta. Mutta useimmat lämpöputken jäähdytyselementit, kuten ilmajäähdytteiset patterit, vaativat ulkoisen tuulettimen paremman lämmönpoistotehokkuuden saavuttamiseksi. Siksi lämpöputkien jäähdytyselementtien toimintatehokkuuteen vaikuttavat myös tuulettimen muoto, tuulen nopeus, ympäristön lämpötila ja muut tekijät, jotka vaativat säännöllistä huoltoa ja voivat aiheuttaa melua käytön aikana. Lisäksi lämpöputkirakenteen lisääminen lisää jäähdytyselementin kokonaiskokoa, mikä ei edistä IGBT-moduulin kompaktin ja integroinnin parantamista.
Vesijäähdytystekniikka
Vedellä on hyvä lämmönjohtavuus, suuri ominaislämpökapasiteetti, eikä se ole lähes saastunut. Verrattuna ilmajäähdytykseen, vesijäähdytyksellä on suurempi lämmönpoistotehokkuus, pienempi koko, helpompi jäähdytysjärjestelmän asettelu ja se sopii paremmin suuritehoiseen igbt-moduulin jäähdytysjärjestelmään. Siksi vesijäähdytystekniikkaa on nopeasti käytetty laajalti, ja siitä on tullut suuritehoisten igbt-moduulien jäähdytysjärjestelmän valtavirta. Yhdistä IGBT-moduulin ja vesijäähdytyslevyn kaksi itsenäistä komponenttia muodostamaan erillinen jäähdytyselementti, joka hyödyntää kylmälevyn sisällä olevaa vesikiertoa lämmön poistamiseksi IGBT-moduulista.
Nestejäähdytyslevyn lämpötilan tasaisuus on myös otettava vakavasti. Erityisesti IGBT-sirujen tehonmuunnostehokkuus kasvaa, kun IGBT-sirun liitoslämpötila laskee. Huono lämpötilan tasaisuus johtaa erilaisiin liitoslämpötiloihin IGBT-sirujen välillä eri paikoissa, mikä johtaa eri tehoihin jokaiselle IGBT-sirulle, mikä on erittäin haitallista moduulin toiminnalle ja luotettavuudelle. Awindilla on monen vuoden kokemus nestemäisten kylmälevyjen suunnittelusta lämpötilatasapainon varmistamiseksi. Varmistaa IGBT-laitteiden normaalin toiminnan.
Suositut Tagit: nestemäinen kylmälevyjäähdytys igbt:lle, Kiina, toimittajat, valmistajat, tehdas, räätälöity, ilmainen näyte, valmistettu Kiinassa
