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IGBT模塊散熱方法有哪些?

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發表時間:2021-07-19 12:55


IGBT模塊散熱介紹。


IGBT模塊功率一定時,IGBT外殼之間的熱阻一定,IGBT外殼與散熱器的熱阻與散熱器的材料和接觸度有關,但這里熱阻小,散熱器的材料和接觸度的變化對整個散熱過程的影響小。


IGBT模塊散熱方法有三種。
電力設備的消耗電力產生的溫度上升需要用散熱器降低,通過散熱器增加電力設備的熱傳導和輻射面積,擴大熱流,緩沖熱傳導過渡過程,直接傳導或通過熱傳導介質將熱傳遞給冷卻介質,如空氣、水和水的混合液等。目前常用的冷卻方式有空氣自然冷卻、強制空氣冷卻、循環水冷卻等。



IGBT模塊散熱過程。

1、IGBT結合發生電力損失
2、結合的溫度傳導到IGBT模塊殼上
3、IGBT模塊的導熱散熱器
4、散熱器上的熱傳導到空氣中。



1.空氣自然冷卻。
空氣自然散熱是指不使用任何外部輔助能量,實現局部發熱設備向周圍環境散熱達到控溫的目的。
通常包括熱傳導、對流和放射線,適用于溫度控制要求低、設備發熱的熱流密度低的低消耗設備和部件,密封或密集組裝的設備不適用(或不需要)采用其他冷卻技術的情況。
該散熱器效率低,不適用于大功率設備。
結構簡單,無噪音,無維護,特別是無運動部件,可靠性高,適用于額定電流以下的部件。
         散熱性:★。
            價格:★。
            噪音:★。
   綜合性價比:★。


2.強制冷卻空氣。
強制對流風冷散熱的特點是散熱效率高,其傳熱系數是自冷式散熱效率的2~5倍。
強制對流風冷散熱分為兩部分:翼片散熱片和風扇。熱源直接接觸的翅片散熱器,其作用是引出熱源發出的熱量,用于強制對流冷卻散熱器。
強制空氣冷卻主要與散熱器材料、結構、翼片有關。
風速越大,散熱器的熱阻越小,但流動阻力越大,應適當提高風速,降低熱阻。
風速超過一定值之后再提高風速對熱阻的影響就非常小了。
散熱器材料質量特性對散熱效率有顯著影響。
紫銅導熱系數相當于工業純鋁的2倍,在同樣的散熱效率下,紫銅散熱器的體積為鋁散熱器的1/3-1/2。
銅比重大,價格高,一般應用少。
風冷散熱結構簡單,價格低廉,安全可靠,技術成熟,但不能將溫度降至室溫以下。
由于需要設置鼓風機,噪音大,容易吸塵,可靠性相對降低,有一定的維護量,鼓風機的壽命受時間限制。
       散熱性:★★★。
          價格:★★。
          噪音: ★★★★。
綜合性價比:★★★。




★3、IGBT水冷散熱方式

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液體冷卻即水冷板散熱器顯著提高導熱系數與氣體冷卻相比。
對于功率密度大的電力電子裝置,液體冷卻是一個很好的選擇。
液體冷卻系統利用循環泵,確保冷卻液在熱源和冷源之間循環,交換熱量。
水冷板散熱器散熱效率極高,等于空氣自然冷卻換熱系數的100-300倍。
用水冷暖氣片代替風冷暖氣片,可以大大提高設備的容量 。
然而,由于普通水的絕緣性差,水中存在的雜質離子會在高電壓下導致電腐蝕和漏電。只有在低電壓下,普通水才能冷卻。
為了使上述水冷系統進入高壓大功率電子領域,必須解決冷卻水的純度和長期運行時系統的可靠性和腐蝕兩個問題,水冷方式需要水循環和處理設備,設備復雜。
油冷式散熱器由于油的冷卻性能優于空氣,同時將閥體安裝在油箱中可以避免環境條件的影響,具有較高的絕緣性和電磁屏蔽效果,因此在高壓大功率電力電子裝置中得到了相當廣泛的應用。
但是,水冷系統在冷卻效果和環境影響方面都有明顯的優點,近年來油冷系統似乎逐漸淡出高壓大功率
變流器散熱領域。


       散熱性:★★★★

          價格:★★★

          噪音:★

綜合性價比:★★★★



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