Wat is IGBT?
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transformer) is een kernapparaat voor energietransformatie en -transmissie, algemeen bekend als de "CPU" van vermogenselektronische apparaten. Het wordt veel gebruikt op gebieden zoals spoorvervoer, smart grid, lucht- en ruimtevaart, elektrische voertuigen en nieuwe energieapparatuur.
IGBT-module is een modulair halfgeleiderproduct, dat is verpakt door IGBT (bipolaire transistorchip met geïsoleerde poort) en FWD (Flyback-diodechip) via specifieke montage; De IGBT-module kan meerdere IGBT-chips intern inkapselen, waardoor een hoge stroomverwerkingscapaciteit wordt bereikt om het probleem van het vergroten van het actieve gebied te voorkomen en tegelijkertijd de opbrengst van de IGBT-chip te verminderen. Vergeleken met modules met één chip hebben verpakkingsmodules met meerdere interne IGBT-chips een meer verantwoorde structuur en hogere eisen aan thermisch beheer. Omdat het een voedingsapparaat is dat veel warmte genereert en sterk door de temperatuur wordt beïnvloed, moet de IGBT-module tijdens daadwerkelijk gebruik de knooppunttemperatuur binnen een redelijk bereik regelen om een normale werking te garanderen. Een te hoge bedrijfstemperatuur zal de fysieke constante van de halfgeleider en de interne parameters van het apparaat veranderen, wat ertoe leidt dat de igbt-module niet goed kan werken en in ernstige gevallen zelfs de levensduur ervan kan beïnvloeden.
IGBT-koeltechnologie
Momenteel omvatten de veelgebruikte koelmethoden voor IGBT op de markt luchtkoelingstechnologie, heatpipe-koelingstechnologie en waterkoelingstechnologie.
Luchtkoeling technologie
Luchtkoelingstechnologie maakt gebruik van de convectiewarmteoverdrachtszone van lucht om warmte af te voeren. Het kan worden onderverdeeld in passieve natuurlijke convectieluchtkoeling en actieve geforceerde convectieluchtkoeling. De natuurlijke convectieluchtkoeling is voornamelijk te danken aan het dichtheidscontrast dat wordt veroorzaakt door het temperatuurverschil van de lucht op verschillende posities, waardoor drijfvermogen ontstaat als drijvende kracht om het omringende luchtstroomkanaal aan te drijven om de warmte af te voeren. De radiator in deze koelmodus is eenvoudig van structuur en gemakkelijk te onderhouden, maar de warmtewisselingscapaciteit is slecht en kan alleen worden gebruikt tijdens de periode van laag koelvermogen en lage warmteontwikkeling. Met de integratie van IGBT-stroomapparaten en de ontwikkeling van krachtige apparaten neemt de vraag naar koeling met de dag toe, en het gebruik van alleen natuurlijke luchtkoeling voor koeling is verre van voldoende.
Om aan de warmteafvoerbehoeften te voldoen, is er een ventilator op het IGBT-apparaat geïnstalleerd om geforceerde luchtconvectie te bevorderen. De thermische weerstand van geforceerde convectieluchtkoeling kan worden teruggebracht tot een vijfde tot een vijfde van die van natuurlijke convectieluchtkoeling, waardoor de warmteafvoercapaciteit aanzienlijk wordt vergroot. Door de toevoeging van ventilatoren en andere apparaten is het echter noodzakelijk om luchtkanalen te ontwerpen, regelmatig onderhoud uit te voeren, de systeembetrouwbaarheid te verminderen, de apparaatintegratie te verminderen en veel lawaai te maken tijdens het werken.
Om de koelefficiëntie van luchtkoelingstechnologie te bieden, wordt meestal een koellichaam op de IGBT-module geïnstalleerd om het warmtewisselingsoppervlak te vergroten, algemeen bekend als een koellichaam met vinnen. Na uitgebreid onderzoek en optimalisatie door AWIND hebben luchtgekoelde radiatoren, vooral parallelle radiatoren met aluminium lamellen, een eenvoudig ontwerp en volwassen productieprocessen, waardoor ze het meest gebruikte warmteafvoerapparaat zijn bij de huidige IGBT-koeling. Vanwege problemen zoals een kleine luchtspecifieke capaciteit en een lage thermische geleidbaarheid heeft zelfs geforceerde convectieluchtkoeling echter een beperkte warmtedissipatiecapaciteit en kan deze niet effectief voldoen aan de warmtedissipatiebehoeften van de huidige hoge warmtefluxdichtheid en snelle onmiddellijke verwarming van IGBT-geïntegreerde modules.
Heatpipe-koelingstechnologie
De warmtepijp bestaat hoofdzakelijk uit een afgedichte schaal, een vloeistofzuigkern en een stoomkanaal. Er wordt een bepaalde hoeveelheid vloeistof in de buis gevuld. Het ene uiteinde van de warmtepijp is een verdampingsgedeelte en het andere uiteinde is een condensatiegedeelte. Tijdens het werkproces absorbeert het verdampingsgedeelte de door de warmtebron gegenereerde warmte, waardoor de vloeistof in de omringende vloeistofzuigkern verdampt. Vervolgens beweegt de warmte met de stoom van het verdampingsgedeelte van de warmtepijp naar het condensatiegedeelte, en de stoom condenseert tot een vloeistof in het condensatiegedeelte en draagt de warmte over aan de buitenwereld; De gecondenseerde vloeistof keert terug naar het verdampingsgedeelte via de capillaire werking van de zuigkern op de buiswand, waarbij het bovenstaande cyclusproces wordt herhaald, waarbij continu warmte wordt overgedragen van het ene uiteinde naar het andere uiteinde, waardoor warmteafvoer wordt bereikt.
Vergeleken met luchtkoelingstechnologie met geforceerde convectie verbetert de introductie van heatpipes de prestaties van het koellichaam aanzienlijk. Bovendien is de betrouwbaarheid van het heatpipe-koellichaam hoog en is het risico op lekkage van koelmiddel laag. Daarom is er ook een bepaald toepassingsfundament in de huidige IGBT-warmtemanagementmarkt. Maar de meeste heatpipe-koellichamen hebben, net als luchtgekoelde radiatoren, een externe ventilator nodig om een hogere warmteafvoerefficiëntie te bereiken. Daarom wordt de werkefficiëntie van heatpipe-koellichamen ook beïnvloed door de vorm van de ventilator, de windsnelheid, de omgevingstemperatuur en andere factoren, die regelmatig onderhoud vereisen en tijdens bedrijf geluid kunnen veroorzaken. Bovendien vergroot het toevoegen van een warmtepijpstructuur de totale omvang van het koellichaam, wat niet bevorderlijk is voor het verbeteren van de compactheid en integratie van de IGBT-module.
Waterkoelingstechnologie
Water heeft een goede thermische geleidbaarheid, een grote specifieke warmtecapaciteit en vrijwel geen vervuiling. Vergeleken met luchtkoeling heeft waterkoeling een hogere warmteafvoerefficiëntie, een kleiner formaat, een eenvoudiger lay-out van het koelsysteem en is het meer geschikt voor krachtige IGBT-modulekoelsystemen. Daarom wordt waterkoelingstechnologie snel op grote schaal gebruikt en wordt het de mainstream-koelmodus van krachtige igbt-modulekoelsystemen. Combineer de twee onafhankelijke componenten van de IGBT-module en de waterkoelplaat om een afzonderlijk koellichaam te vormen, dat de watercirculatiestroom in de koude plaat gebruikt om de warmte uit de IGBT-module te verwijderen.
De temperatuuruniformiteit van de vloeistofkoelplaat moet ook serieus worden genomen. Vooral voor IGBT-chips zal hun energieconversie-efficiëntie toenemen naarmate de junctietemperatuur van de IGBT-chip afneemt. Een slechte temperatuuruniformiteit zal leiden tot verschillende junctietemperaturen tussen IGBT-chips op verschillende posities, wat resulteert in een verschillend uitgangsvermogen voor elke IGBT-chip, wat zeer schadelijk is voor de werking en betrouwbaarheid van de module. Awind heeft vele jaren ervaring met het ontwerpen van vloeibare koude platen om de temperatuurbalans te garanderen. Garandeert de normale werking van IGBT-apparaten.
Populaire tags: vloeibare koude plaatkoeling koellichaam voor igbt, China, leveranciers, fabrikanten, fabriek, aangepast, gratis monster, gemaakt in China
