IGBT モジュールの熱性能を向上させる方法

IGBT モジュールの電力が一定で、IGBT シェル間の熱抵抗が一定の場合、IGBT シェルとヘタシンク間の熱抵抗はヘタシンクの材質と接触度に関係しますが、ここでの熱抵抗は小さいため、材質の変化は大きく影響します。ラジエーターの接触度は、放熱プロセス全体にほとんど影響を与えません。

IGBT モジュールの冷却プロセスは次のとおりです。接合部での IGBT の電力損失。ジャンクションの温度は IGBT モジュール シェルに送信されます。 IGBT モジュールの熱伝導ヒートシンク。ヒートシンクからの熱は空気に伝わります。

熱放散に影響を与える主な要因は 2 つあり、1 つは総損失、もう 1 つはヒートシンクの熱抵抗です。ただし、出力電力の制限と実際の使用条件により、IGBT の総電力損失は変更できません。そのため、考慮する必要があるのは、放熱器から空気などの媒体への熱抵抗をどのように変更するかです。

パワーデバイスの消費電力によって生じる温度上昇は、放熱板によって低減する必要があります。ヒートシンクを通じて、パワーデバイスの熱伝導および放熱面積を増加させ、熱流を拡大して熱伝導遷移プロセスを緩和し、熱を直接または熱伝導媒体を介して冷却装置に伝えることができます。空気、液体、液体混合物などの媒体。

自然空冷:

自然空冷とは、温度制御の目的を達成するために、外部補助エネルギーを使用せずに周囲環境に熱を放散する局所加熱装置の実現を指します。これには通常、熱伝導、対流、および放射が含まれます。これは、温度制御の要件が低く、デバイス加熱の熱流束が低い低電力デバイスやコンポーネント、および他の冷却技術が適していない、または必要のない密閉型または高密度に組み立てられたデバイスに適しています。

強制空冷：

強制対流空冷は高い放熱効率が特徴で、その熱伝達係数は自己冷却の2-5倍です。強制対流空冷はフィンヒートシンクとファンの2つの部分に分かれています。熱源と直接接触するフィンラジエーターの機能は、熱源から放出された熱を外部に導くことであり、ファンはヒートシンクに対流冷却を強制し、主に空冷を強制するために使用されます。ラジエーターの材質、構造、フィン。風速が大きくなると、ラジエーターの熱抵抗は小さくなりますが、流れの抵抗は大きくなります。したがって、熱抵抗を下げるために風速を適切に高める必要があります。風速が一定の値を超えると、風速の増加による熱抵抗への影響は非常に小さくなります。

ヒートパイプヒートシンク冷却:

ヒートパイプは熱伝導率の高い熱伝達素子です。独自の伝熱モードにより驚異的な伝熱効果を実現します。実用新案には、強力な熱伝達能力、優れた温度均一化能力、可変熱密度、追加機器不要、信頼性の高い動作、シンプルな構造、軽量、メンテナンス不要、低騒音、長寿命という利点がありますが、価格が高価です。

液体冷却:

液冷は空冷に比べて熱伝導率が大幅に向上します。液体冷却は、電力密度の高いパワー エレクトロニクス デバイスに適しています。液冷システムは、循環ポンプを使用して熱源と冷源の間で冷媒を確実に循環させて熱交換します。水冷ラジエーターの放熱効率は非常に高く、放熱効率は非常に高く、放熱効率は放熱効率の100-300倍に相当します。空気の自然冷却の熱伝達係数。空冷ラジエーターを水冷ラジエーターに置き換えることで、デバイスの能力を大幅に向上させることができます。