อะไรส่งผลต่อการระบายความร้อนของโมดูล IGBT และวิธีการลดความต้านทานความร้อน?

ถ้ากำลังของโมดูล IGBT คงที่และความต้านทานความร้อนระหว่างเปลือก IGBT คงที่ ความต้านทานความร้อนระหว่างเปลือก IGBT และฮีตาซิงค์จะสัมพันธ์กับวัสดุและระดับการสัมผัสของฮีตาซิงค์ แต่ความต้านทานความร้อนที่นี่มีขนาดเล็ก ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของวัสดุ และระดับการสัมผัสของหม้อน้ำมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อกระบวนการกระจายความร้อนทั้งหมด

กระบวนการระบายความร้อนของโมดูล IGBT มีดังนี้: การสูญเสียพลังงานของ IGBT บนทางแยก; อุณหภูมิที่ทางแยกจะถูกส่งไปยังเปลือกโมดูล IGBT ฮีทซิงค์การนำความร้อนบนโมดูล IGBT; ความร้อนจากฮีทซิงค์จะถูกถ่ายโอนไปยังอากาศ

มีสองปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการกระจายความร้อน ประการแรกคือการสูญเสียทั้งหมด และอีกประการคือความต้านทานความร้อนของฮีทซิงค์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของกำลังเอาท์พุตและสภาพการทำงานจริง จึงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงการสูญเสียพลังงานทั้งหมดของ IGBT ได้ ดังนั้นสิ่งที่ต้องพิจารณาคือจะเปลี่ยนความต้านทานความร้อนจากหม้อน้ำไปเป็นอากาศหรือตัวกลางอื่น ๆ ได้อย่างไร

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากพลังงานที่กระจายไปของอุปกรณ์จ่ายไฟจะต้องลดลงด้วยฮีทซิงค์ความร้อน ผ่านฮีทซิงค์ การนำความร้อนและพื้นที่การแผ่รังสีของอุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นได้ การไหลของความร้อนสามารถขยายได้ และกระบวนการเปลี่ยนการนำความร้อนสามารถบัฟเฟอร์ได้ และความร้อนสามารถส่งโดยตรงหรือผ่านตัวกลางการนำความร้อนไปยังเครื่องทำความเย็น ตัวกลาง เช่น อากาศ ของเหลว หรือส่วนผสมของของเหลว

การระบายความร้อนด้วยอากาศตามธรรมชาติ:

การระบายความร้อนด้วยอากาศตามธรรมชาติหมายถึงการใช้อุปกรณ์ทำความร้อนในท้องถิ่นเพื่อกระจายความร้อนไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบโดยไม่ต้องใช้พลังงานเสริมจากภายนอก เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมอุณหภูมิ โดยปกติจะรวมถึงการนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี เหมาะสำหรับอุปกรณ์และส่วนประกอบที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งมีข้อกำหนดต่ำสำหรับการควบคุมอุณหภูมิและฟลักซ์ความร้อนต่ำของการทำความร้อนอุปกรณ์ รวมถึงอุปกรณ์ที่ปิดผนึกหรือประกอบหนาแน่นซึ่งไม่เหมาะสมหรือไม่ต้องการเทคโนโลยีระบายความร้อนอื่น ๆ

การระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับ:

การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับมีลักษณะเฉพาะคือประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสูงและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือ 2-5 เท่าของการระบายความร้อนด้วยตนเอง การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับแบ่งออกเป็นสองส่วน: ครีบระบายความร้อนและพัดลม หน้าที่ของครีบหม้อน้ำที่สัมผัสโดยตรงกับแหล่งความร้อนคือการนำความร้อนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งความร้อนออกไป และพัดลมจะถูกใช้เพื่อบังคับการระบายความร้อนแบบพาความร้อนไปยังฮีทซิงค์ เพื่อบังคับการระบายความร้อนของอากาศซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับ วัสดุ โครงสร้าง และครีบหม้อน้ำ ยิ่งความเร็วลมมากเท่าใด ความต้านทานความร้อนของหม้อน้ำก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น แต่ความต้านทานการไหลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นควรเพิ่มความเร็วลมให้เหมาะสมเพื่อลดความต้านทานความร้อน หลังจากที่ความเร็วลมเกินค่าที่กำหนด ผลกระทบของการเพิ่มความเร็วลมต่อความต้านทานความร้อนจะมีน้อยมาก

Heatpipe ฮีทซิงค์ระบายความร้อน:

ท่อความร้อนเป็นองค์ประกอบการถ่ายเทความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนสูง ตระหนักถึงเอฟเฟกต์การถ่ายเทความร้อนที่ไม่ธรรมดาด้วยโหมดการถ่ายเทความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ รุ่นอรรถประโยชน์มีข้อดีคือมีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนได้ดี สามารถปรับอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม ความหนาแน่นความร้อนแปรผัน ไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม การทำงานที่เชื่อถือได้ โครงสร้างเรียบง่าย น้ำหนักเบา ไม่ต้องบำรุงรักษา เสียงรบกวนต่ำ และอายุการใช้งานยาวนาน แต่ราคาก็แพง

การระบายความร้อนด้วยของเหลว:

เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศ การระบายความร้อนด้วยของเหลวจะช่วยเพิ่มการนำความร้อนได้อย่างมาก การระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวใช้ปั๊มหมุนเวียนเพื่อให้แน่ใจว่าสารหล่อเย็นไหลเวียนระหว่างแหล่งความร้อนและแหล่งความเย็นเพื่อแลกเปลี่ยนความร้อน ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของหม้อน้ำระบายความร้อนด้วยน้ำนั้นสูงมาก ซึ่งเท่ากับ 100-300 เท่าของ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของอากาศเย็นตามธรรมชาติ การเปลี่ยนหม้อน้ำระบายความร้อนด้วยอากาศด้วยหม้อน้ำระบายความร้อนด้วยน้ำสามารถปรับปรุงความจุของอุปกรณ์ได้อย่างมาก