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Welche Kühlmethoden gibt es für IGBT-Module?

Anzahl Durchsuchen:0     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2023-08-22      Herkunft:Powered


Wenn die Leistung des IGBT-Moduls sicher ist, ist auch der Wärmewiderstand zwischen den Schalen sicher.Die IGBT-Hülle hängt vom Wärmewiderstand des Strahlers, des Materials und des Kontakts ab.Die Änderungen im Material und Kontakt des Kühlers sowie die Menge des Kontakts mit dem Kühler haben einen geringen Einfluss auf den gesamten Wärmeableitungsprozess.


Wärmeableitungsprozess


Es gibt drei Arten der IGBT-Wärmeableitung.Der Temperaturanstieg, der durch den Stromverbrauch von Geräten entsteht, erfordert eine Reduzierung des Kühlkörpers.Erhöhen Sie die Wärmeleitfähigkeit und Strahlungsfläche der Leistungsgeräte durch den Kühler, erweitern Sie den Wärmefluss und puffern Sie den Übergangsprozess des Kissens.Übertragen oder leiten Sie die Wärme direkt über das Wärmeübertragungsmedium an das Kühlmedium weiter, beispielsweise die Mischung aus Luft, Wasser und Wasser.Derzeit sind die am häufigsten verwendeten Kühlmethoden natürliche Luftkühlung, Zwangsluftkühlung, Umlaufwasserkühlung usw.


IGBT-FormkühlkörperFlüssige KühlplatteFSW-Flüssigkeitskühlplatte

Wärmeableitungsprozess des IGBT-Moduls


1.IGBT kombiniert mit Stromverlust

2. Die kombinierte Temperatur wird an das Gehäuse des IGBT-Moduls übertragen

3. Der Heizkörper des IGBT-Modul

4. Die Wärmeleitfähigkeit des Heizkörpers zur Luft


Kühler des IGBT-Modulsreibungsgeschweißte Flüssigkeitskühlplatten


1. Natürliche Kühlluft

Unter natürlicher Luftwärmeableitung versteht man den Zweck, keine externe Hilfsenergie zu verwenden, um den Zweck der Kühlung der Wärmeableitung an die Umgebung zur Steuerung der Temperaturregelung zu erreichen.Es umfasst normalerweise Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung, was für Geräte und Komponenten mit geringem Verbrauch und geringen Anforderungen an die Temperaturregelung und geringer Wärmeflussdichte bei geringer Ausrüstung geeignet ist.Abdichtende oder dicht zusammengebaute Geräte sind auf andere Kühltechnologien nicht anwendbar.Der Kühler hat einen geringen Wirkungsgrad und ist nicht für Hochleistungsgeräte geeignet.Sein Aufbau ist einfach, kein Lärm, keine Wartung, insbesondere keine Bewegungskomponenten.Hohe Zuverlässigkeit eignet sich für Komponenten mit einem Nennstrom.


geflügelte KühlkörperKühlplatte aus Aluminium


2. Zwangskühlung

Die Eigenschaften der Zwangsluftkühlung zeichnen sich durch eine hohe Wärmeableitung aus, und der Wärmeübertragungskoeffizient beträgt das Zwei- bis Fünffache der Effizienz der selbstgekühlten Wärmeableitung.Kraft, Kälte und Kühlung sind hauptsächlich in zwei Teile unterteilt: Flügelkühlkörper und Lüfter.Die Funktion der Klappen, denen die Wärmequelle direkt ausgesetzt ist, besteht darin, die Wärme von der Wärmequelle abzuleiten.Dies hängt hauptsächlich mit dem Material, der Struktur und den Flügeln des Heizkörpers zusammen.Je größer die Windgeschwindigkeit, desto geringer ist der Hitzewiderstand des Heizkörpers.Je größer jedoch der Strömungswiderstand ist, desto höher sollte die Windgeschwindigkeit erhöht werden, um den thermischen Widerstand zu verringern.Sobald die Windgeschwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet, erhöht sich der Einfluss der Windgeschwindigkeit auf den Wärmewiderstand.Die Qualitätsmerkmale des Wärmeableitungsmaterials haben wesentliche Merkmale der Wärmeableitungseffizienz.


Der Wärmekoeffizient von Kupfer entspricht dem Doppelten des industriellen Reinaluminiums.Bei gleicher Wärmeableitungseffizienz beträgt das Volumen des Kupferkühlers ein Drittel bis die Hälfte des Aluminiumkühlers.Der Kupferpreis ist hoch und wird in der Regel weniger stark beansprucht.


Kupferlamellen-KühlkörperKupfer-Flüssigkeitskühlplatte


Die Wind- und Kältewärmeableitungsstruktur ist einfach, kostengünstig, sicher und zuverlässig und verfügt über eine ausgereifte Technologie, kann die Temperatur jedoch nicht unter Raumtemperatur senken.Da die Windkraftanlage aufgestellt werden muss, ist der Lärm groß und es entsteht leicht Vakuum, sodass die Zuverlässigkeit relativ verringert ist.Bei einem gewissen Wartungsaufwand ist die Lebensdauer des Trommelgeräts zeitlich begrenzt.


Luftgekühlter AluminiumkühlerLuftgekühlter Aluminium-Lamellenkühler



3.IGBT-Wasserkühlungs-Kühlmethode


Für leistungselektronische Geräte mit hoher Leistungsdichte ist eine Flüssigkeitskühlung eine gute Wahl.Das Flüssigkeitskühlsystem sorgt mithilfe der Umwälzpumpe dafür, dass die Kühlflüssigkeit zwischen der Wärmequelle und der Kältequelle zirkuliert und Wärme austauscht.Die Wärmeableitungseffizienz des wassergekühlten Kühlers ist extrem hoch und entspricht dem 100- bis 300-fachen des natürlichen Kühl- und Wärmeaustauschkoeffizienten von Luft.Die Verwendung von kaltem Wasser anstelle von Luftkühlung kann die Kapazität der Ausrüstung erheblich erhöhen.Aufgrund der schlechten Isolierung von normalem Wasser führen die Verunreinigungen im Wasser jedoch zu elektrischer Korrosion und Leckagen unter Hochspannung.Nur unter Niederspannung kann normales Wasser gekühlt werden.Um den Einsatz des oben genannten wassergekühlten Systems im Bereich der Hochspannungs- und Hochleistungselektronik zu ermöglichen, müssen die Reinheit des Kühlwassers sowie die Zuverlässigkeit und Korrosion des Systems während der Langzeitlaufzeit gelöst werden.Die Wasserkühlungsmethode erfordert Wasserzirkulations- und Verarbeitungsgeräte.


Da der ölgekühlte Kühler kühler ist als die Luft, kann der Einbau des Ventilkörpers in den Kraftstofftank die Auswirkungen der Umgebungsbedingungen im Kraftstofftank vermeiden.Es verfügt über eine hohe Isolations- und elektromagnetische Abschirmwirkung.Daher wird es häufig in Hochspannungs- und Hochleistungselektronikgeräten verwendet.Allerdings hat das Wasserkühlungssystem offensichtliche Vorteile hinsichtlich der Kühlwirkung und der Umweltauswirkungen.In den letzten Jahren scheint das Ölkühlsystem allmählich aus dem Bereich der Wärmeableitung bei Hochdruck-Hochleistungsvariablen zu verschwinden.


Wassergekühlte Panels mit KupferrohrenEingebettete Flüssigkeitskühlplatte aus Kupferrohr


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