تبديد حرارة IGBT عالي الطاقة يبحث نحو التبريد السائل

يعتبر الترانزستور الثنائي القطب المعزول (IGBT) مكونًا رئيسيًا في أنظمة تحويل الطاقة الجديدة وأجهزة تبديل الطاقة عالية الجهد ، وهو جهاز منصة تمثيلية في أشباه الموصلات عالية الطاقة. كجهاز وظيفي أساسي لدائرة تحكم إلكترونية طاقة مع كثافة تدفق الحرارة العالية ، ترتبط معظم فشل وحدات IGBT بالأخطاء الحرارية. يمكن أن يؤثر تراكم الحرارة بشكل خطير على حالة العمل وأداء الجهاز ، وإذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا (150 درجة مئوية) ، فقد يشكل أيضًا تهديدًا خطيرًا للتشغيل الطبيعي لوحدة النظام بأكملها ، أو حتى إتلافها . لذلك ، من المهم القيام بالكشف الحراري الفعال وإدارة IGBTs. تتمتع Trumony بمهندسين تقنيين وتصميمين مهنيين قادرين على تصميم حلول نقل حرارة فعالة ومثبتة وخفيفة الوزن المبردة بالسائل لمشاريع IGBT المختلفة.

يوجد حاليًا نوعان من تبديد حرارة IGBT: تبديد الحرارة السلبي (تبديد الحرارة عن طريق الحمل الحراري الطبيعي ، الذي يتبدد الحرارة في الغلاف الجوي دون قوى خارجية) وتبديد الحرارة النشط (مثل الهواء أو تبريد الماء).
يشمل تبديد الحرارة السلبي

• تبريد الزعنفة: سيتم تبديد الحرارة الناتجة عن IGBT عن طريق الحمل الحراري الطبيعي من خلال زعانف الجار الحراري ؛
• تقنية تبريد أنابيب الحرارة: أنابيب الحرارة كأجهزة نقل حرارة على مرحلتين ، مع اختلاف في درجة حرارة نقل الحرارة المنخفضة ، وأداء نقل الحرارة العالي ، ومزايا الموصلية الحرارية عالية الفعالة ، ومبدأ العمل البسيط ، ولا صيانة ميكانيكية ، وبسيطة بسيطة وسهلة التشغيل طريقة سلبية. (إذا تم تضمين الزعانف ، فسيتم زيادة كفاءة تبديد الحرارة أكثر)
• تبديد حرارة تغيير الطور (PCM): نوع جديد من المواد التي تستخدم إطلاق أو امتصاص الحرارة الكامنة أثناء تغيير الطور للتحكم في نقل الحرارة.

يمكن أن يزيد تبديد الحرارة النشط بشكل فعال من كفاءة التبريد في بالوعة الحرارة بمستوى طاقة من 1 إلى 2 ، وسرعة التبريد أسرع ، حيث يتم تبديد الحرارة بواسطة القوى الخارجية. ومع ذلك ، ينبغي اختيار طريقة تبديد الحرارة المناسبة لسيناريوهات الاستخدام المختلفة.
يشمل التبريد النشط

• تقنية التبريد المبردة بالهواء: لتوفير تبريد كافٍ لاحتياجات تبريد IGBT مع تدفق الطاقة والحرارة العالية ، فإن التدابير لتعزيز التبريد المبرد بالهواء هي بشكل أساسي لزيادة منطقة تبديد الحرارة ، وتحسين معامل نقل الحرارة والتصميم العقلاني للقنوات الهوائية ، والتي ترتبط بمواد الجار الحرارية ، والهيكل ، والهوية ، وما إلى ذلك. بالمقارنة مع التبريد الطبيعي ، يمكن أن يزيد تبريد الهواء القسري من تبريد الحرارة بعامل من 5 إلى 12. ومع ذلك ، من المهم أن نلاحظ أن تبريد الهواء القسري يتطلب تكوين المعجبين والمشجعين قنوات الهواء ، والتي قد تولد مستوى عال من الضوضاء.
• تقنية التبريد السائل: عندما تكون قوة الجهاز كبيرة جدًا (تحت مستوى Megavolt-Ampere) ، لا يمكن أن تلبي تقنية تبريد الهواء القسري متطلبات التبريد العليا بسبب قيود القنوات الهوائية ومؤشرات ضغط الهواء ومؤشرات الضوضاء ، إلخ. ، يعد تبريد الماء اختيارًا جيدًا ، ومعامل التبريد في لوحة التبريد السائل يبلغ حوالي 100-300 مرة من تبريد الهواء الطبيعي. في بعض الأحيان ، يتم استخدام التبريد المبرد بالزيت في الجهد العالي والأجهزة الإلكترونية ذات الطاقة العالية بسبب متطلبات العزل.