من به عنوان یک تامین کننده فصلی از ماژول های IGBT (ترانزیستور دو قطبی دروازه عایق) ، من دست اول شاهد نقش مهمی است که روشهای خنک کننده مؤثر در تضمین عملکرد بهینه و ماندگاری این مؤلفه ها بازی می کنند. در این وبلاگ ، من به تکنیک های مختلف خنک کننده استفاده شده برای ماژول های IGBT می پردازم ، مزایا ، محدودیت ها و برنامه های آنها را برجسته می کنم.
1. خنک کننده هوا
خنک کننده هوا یکی از متداول ترین و ساده ترین روش ها برای از بین بردن گرما از ماژول های IGBT است. این امر به حرکت طبیعی یا اجباری هوا بر روی سینک گرما متصل به ماژول متکی است.
خنک کننده هوای طبیعی
خنک کننده هوای طبیعی ، که به عنوان خنک کننده منفعل نیز شناخته می شود ، از همرفت طبیعی هوا برای انتقال گرما استفاده می کند. از سینک های حرارتی با مناطق بزرگ برای افزایش ناحیه تماس بین ماژول و هوای اطراف استفاده می شود و انتقال حرارت را تسهیل می کند. این روش ساده ، هزینه - مؤثر است و نیازی به منبع تغذیه اضافی ندارد. با این حال ، ظرفیت خنک کننده آن محدود است ، و عمدتا برای ماژول های IGBT کم قدرت یا برنامه هایی که تولید گرما نسبتاً کوچک است مناسب است.
خنک کننده هوا اجباری
خنک کننده هوای اجباری از طرفداران برای دمیدن هوا بر روی سینک گرما استفاده می کند و سرعت انتقال حرارت را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. با افزایش سرعت هوا ، لایه مرزی بین سینک گرما و هوا کاهش می یابد و امکان اتلاف گرمای کارآمدتر را فراهم می آورد. این روش در مقایسه با خنک کننده هوای طبیعی می تواند سطح قدرت بالاتری را تحمل کند. این ماده به طور گسترده ای در برنامه های IGBT متوسط مانند درایوهای موتور صنعتی و سیستم های انرژی تجدید پذیر در مقیاس کوچک استفاده می شود. با این حال ، طرفداران انرژی اضافی مصرف می کنند ، نویز ایجاد می کنند و برای اطمینان از عملکرد مناسب نیاز به نگهداری منظم دارند.
2. خنک کننده مایع
خنک کننده مایع یک روش خنک کننده کارآمدتر برای ماژول های IGBT با قدرت بالا است. از مایع مایع مانند آب یا مخلوط آب - گلیکول استفاده می کند تا گرما را از ماژول جذب و انتقال دهد.
خنک کننده مایع مستقیم
در خنک کننده مایع مستقیم ، خنک کننده با ماژول IGBT یا اجزای تولید گرمای آن در تماس مستقیم قرار می گیرد. این امر می تواند از طریق تکنیک هایی مانند خنک کننده غوطه وری ، جایی که ماژول در یک مایع خنک کننده دی الکتریک غوطه ور می شود ، حاصل شود. خنک کننده مایع مستقیم به دلیل ظرفیت زیاد گرمای مایعات و تماس مستقیم با منبع گرما ، عملکرد عالی انتقال حرارت را ارائه می دهد. این می تواند تراکم انرژی بسیار بالایی داشته باشد ، و آن را برای برنامه هایی مانند مبدل های قدرت بالا در وسایل نقلیه برقی و سیستم های تولید برق در مقیاس بزرگ مناسب می کند. با این حال ، برای جلوگیری از نشت خنک کننده به یک سیستم خنک کننده پیچیده و مهر و موم شده نیاز دارد و مایع خنک کننده دی الکتریک می تواند گران باشد.
خنک کننده مایع غیرمستقیم
خنک کننده مایع غیرمستقیم شامل استفاده از مبدل حرارتی برای انتقال گرما از ماژول IGBT به خنک کننده است. یک صفحه سرد ، که در تماس با ماژول است ، گرما را جذب می کند و آن را به مایعی که از طریق کانال های درون صفحه سرد جریان می یابد ، منتقل می کند. مایع خنک کننده گرم سپس به یک رادیاتور یا دستگاه دیگر اتلاف گرما برای آزاد شدن گرما گردش می شود. خنک کننده مایع غیرمستقیم نسبت به خنک کننده مایع مستقیم پیچیده تر است و بیشتر در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. این تعادل خوب بین راندمان خنک کننده و پیچیدگی سیستم ارائه می دهد و آن را برای طیف گسترده ای از برنامه های IGBT با قدرت بالا مناسب می کند.
فاز - خنک کننده را تغییر دهید
فاز - تغییر خنک کننده از گرمای نهفته تبخیر یک مبرد برای از بین بردن گرما بهره برداری می کند. هنگامی که مبرد تبخیر می شود ، مقدار زیادی گرما را از ماژول IGBT جذب می کند. سپس بخار در یک کندانسور به حالت مایع متراکم می شود و گرما را به محیط اطراف آزاد می کند.
خنک کننده محفظه بخار
خنک کننده محفظه بخار نوعی فاز است - خنک کننده را تغییر دهید که از یک محفظه مهر و موم شده پر از مقدار کمی مبرد استفاده می کند. محفظه با ماژول IGBT در تماس است و هنگامی که گرما اعمال می شود ، مبرد در داخل محفظه تبخیر می شود. بخار در سراسر محفظه پخش می شود و بر روی دیواره های خنک تر چگال می شود و گرما را آزاد می کند. خنک کننده محفظه بخار دارای هدایت حرارتی بالا و توزیع گرمای یکنواخت است و باعث می شود آن را برای برنامه هایی که در آن کنترل دمای دقیق مورد نیاز است ، مانند محاسبات با عملکرد بالا و برخی از الکترونیک های قدرتمند مبتنی بر IGBT ، مناسب باشد.
خنک کننده لوله حرارتی
لوله های گرما شکل دیگری از فاز است - تغییر خنک کننده. یک لوله حرارتی یک لوله مهر و موم شده است که حاوی مقدار کمی مایع کار است. یک انتهای لوله گرما با ماژول IGBT (بخش اواپراتور) در تماس است و انتهای دیگر به یک سینک گرما (بخش کندانسور) وصل می شود. هنگامی که گرما به بخش اواپراتور اعمال می شود ، مایع کار تبخیر می شود و به بخش کندانسور منتقل می شود ، جایی که گرما را متراکم و آزاد می کند. لوله های گرما بسیار کارآمد ، سبک هستند و می توانند گرما را در مسافت های طولانی با حداقل شیب دما منتقل کنند. آنها معمولاً در ماژول های IGBT با قدرت بالا برای افزایش اتلاف گرما استفاده می شوند.
4. خنک کننده ترکیبی
خنک کننده ترکیبی دو یا چند روش خنک کننده را برای استفاده از نقاط قوت مربوطه ترکیب می کند. به عنوان مثال می توان از ترکیبی از خنک کننده هوا و خنک کننده مایع استفاده کرد. در چنین سیستمی ، مایع مایع اکثر گرما را از ماژول IGBT جذب می کند و سپس از رادیاتور خنک شده هوا برای از بین بردن گرما از مایع خنک کننده استفاده می شود. خنک کننده ترکیبی یک راه حل انعطاف پذیر و کارآمد برای برنامه هایی با بارهای مختلف گرما و نیازهای انرژی ارائه می دهد. این می تواند عملکرد خنک کننده را به حداقل برساند و ضمن به حداقل رساندن هزینه و پیچیدگی کلی سیستم.
برنامه ها و ملاحظات
انتخاب روش خنک کننده برای ماژول های IGBT به عوامل مختلفی از جمله امتیاز قدرت ماژول ، محیط کاربرد و اثربخشی هزینه بستگی دارد. برای برنامه های کم مصرف ، خنک کننده هوا ممکن است کافی و بیشترین هزینه - مؤثر باشد. با افزایش سطح برق ، روش های خنک کننده مایع یا روش های خنک کننده ترکیبی مناسب تر می شوند.
علاوه بر عملکرد خنک کننده ، سایر ملاحظات مانند قابلیت اطمینان سیستم ، الزامات نگهداری و تأثیرات زیست محیطی نیز باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، در محیط های صنعتی سخت ، یک سیستم خنک کننده که در برابر گرد و غبار و رطوبت مقاوم است ، ترجیح داده می شود.
ما به عنوان تأمین کننده ماژول های IGBT ، اهمیت ارائه راه حل های جامع برای مشتریان را درک می کنیم. ما ماژول های IGBT را با گزینه های مختلف خنک کننده برای پاسخگویی به نیازهای متنوع برنامه های مختلف ارائه می دهیم. این که آیا شما به دنبال یک راه حل خنک کننده قابل اعتماد برای موتور موتور صنعتی خود هستید یا یک سیستم خنک کننده با کارایی بالا برای مبدل برق وسیله نقلیه الکتریکی خود ، ما می توانیم کمک کنیم.
اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد ماژول های IGBT ما و راه حل های خنک کننده آنها هستید ، یا اگر الزامات خاصی برای درخواست خود دارید ، لطفاً برای تهیه و بحث بیشتر با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم تا بهترین محصولات و خدمات را برای اطمینان از موفقیت پروژه های خود در اختیار شما قرار دهیم.
منابع
- "برق الکترونیک: مبدل ها ، برنامه ها و طراحی" توسط Ned Mohan ، Tore M. Undeland و William P. Robbins.
- "انتقال حرارت" توسط Frank P. Incropera و David P. Dewitt.
- مقالات فنی از کنفرانس های صنعت در مورد الکترونیک برق و مدیریت حرارتی.
پیوندها: