Comment améliorer les performances thermiques du module IGBT
Si la puissance du module IGBT est constante et la résistance thermique entre les coques de l'IGBT est constante, la résistance thermique entre la coque de l'IGBT et l'hétasink est liée au matériau et au degré de contact de l'hétasink, mais la résistance thermique ici est faible, donc le changement de matériau et le degré de contact du radiateur a peu d'impact sur l'ensemble du processus de dissipation thermique.
Le processus de refroidissement du module IGBT est le suivant : la perte de puissance de l'IGBT sur la jonction ; La température à la jonction est transmise à la coque du module IGBT ; Dissipateur thermique à conduction thermique sur le module IGBT ; La chaleur du dissipateur thermique est transférée à l'air.
Deux facteurs principaux affectent sa dissipation thermique, l'un est la perte totale, l'autre est la résistance thermique du dissipateur thermique. Cependant, en raison des limitations de la puissance de sortie et des conditions de travail réelles, la perte de puissance totale de l'IGBT ne peut pas être modifiée. Il faut donc considérer comment modifier la résistance thermique du radiateur à l'air ou à un autre milieu.
L'augmentation de température générée par la puissance dissipée du dispositif d'alimentation doit être réduite par le dissipateur thermique. Grâce au dissipateur thermique, la zone de conduction thermique et de rayonnement du dispositif d'alimentation peut être augmentée, le flux de chaleur peut être étendu et le processus de transition de conduction thermique peut être tamponné, et la chaleur peut être transmise directement ou via le milieu de conduction thermique au refroidissement. milieu, tel que l'air, un liquide ou un mélange liquide.
Refroidissement naturel par air :
Le refroidissement naturel de l'air fait référence à la réalisation de dispositifs de chauffage locaux pour dissiper la chaleur dans l'environnement sans utiliser d'énergie auxiliaire externe, de manière à atteindre l'objectif de contrôle de la température. Il comprend généralement la conduction thermique, la convection et le rayonnement. Il convient aux appareils et composants de faible puissance ayant de faibles exigences en matière de contrôle de la température et de faible flux thermique de chauffage des appareils, ainsi qu'aux appareils scellés ou densément assemblés qui ne conviennent pas ou ne nécessitent pas d'autres technologies de refroidissement.
Refroidissement par air forcé :
Le refroidissement par air par convection forcée se caractérise par une efficacité de dissipation thermique élevée et son coefficient de transfert de chaleur est 2-5 fois celui de l'auto-refroidissement. Le refroidissement par air par convection forcée est divisé en deux parties : le dissipateur thermique à ailettes et le ventilateur. La fonction du radiateur à ailettes en contact direct avec la source de chaleur est d'évacuer la chaleur émise par la source de chaleur, et le ventilateur est utilisé pour forcer le refroidissement par convection vers le dissipateur thermique, de manière à forcer le refroidissement par air, qui est principalement lié à le matériau, la structure et les ailettes du radiateur. Plus la vitesse du vent est élevée, plus la résistance thermique du radiateur est faible, mais plus la résistance à l'écoulement est grande. Par conséquent, la vitesse du vent doit être augmentée de manière appropriée pour réduire la résistance thermique. Une fois que la vitesse du vent dépasse une certaine valeur, l’impact de l’augmentation de la vitesse du vent sur la résistance thermique est très faible.
Refroidissement du dissipateur thermique par caloduc :
Le caloduc est un élément de transfert de chaleur à haute conductivité thermique. Il réalise un effet de transfert de chaleur extraordinaire avec un mode de transfert de chaleur unique. Le modèle utilitaire présente les avantages d'une forte capacité de transfert de chaleur, d'une excellente capacité d'égalisation de la température, d'une densité thermique variable, d'aucun équipement supplémentaire, d'un fonctionnement fiable, d'une structure simple, d'un poids léger, d'aucun entretien, d'un faible bruit et d'une longue durée de vie, mais le prix est cher.
Refroidissement liquide :
Par rapport au refroidissement par air, le refroidissement liquide améliore considérablement la conductivité thermique. Le refroidissement liquide est un bon choix pour les appareils électroniques de puissance à haute densité de puissance. Le système de refroidissement liquide utilise la pompe de circulation pour garantir que le liquide de refroidissement circule entre la source de chaleur et la source froide pour échanger de la chaleur. L'efficacité de dissipation thermique du radiateur refroidi par eau est très élevée, ce qui équivaut à 100-300 fois le coefficient de transfert de chaleur du refroidissement naturel de l'air. Le remplacement du radiateur refroidi par air par un radiateur refroidi par eau peut considérablement améliorer la capacité des appareils.
