IGBTモジュールの冷却方式にはどのようなものがありますか?

IGBT モジュールの電力が一定であれば、シェル間の熱抵抗も一定になります。IGBT シェルは、ラジエーター、材料、接点の熱抵抗に関係します。ラジエーターの材質と接触、およびラジエーターとの接触量の変化は、放熱プロセス全体にわずかな影響を与えます。

IGBTのモールド放熱には3種類あります。電源機器の消費により温度が上昇するため、ヒートシンクの低減が必要となります。ラジエーターを介して電力機器の熱伝導率と放熱面積を増加させ、熱流を拡大し、クッションの移行プロセスを緩衝します。空気、水、水の混合物などの熱伝達媒体を介して、熱を冷却媒体に直接伝達または伝達します。現在、冷却方式としては空冷、強制空冷、循環水冷却などが一般的です。

IGBTモジュールの放熱プロセス

1.IGBTと電力損失の組み合わせ

2. 組み合わせた温度が IGBT モジュール シェルに送信されます。

3. の暖房ラジエーター IGBTモジュール

4. ラジエーターの空気に対する熱伝導率

1. 自然冷却風

自然空気放熱とは、周囲環境への放熱を冷却して温度制御を行うという目的を達成するために、外部の補助エネルギーを使用しないことを指します。通常、これには熱伝導、対流、および放射が含まれており、温度制御要件が低く、機器が少ない場合の熱流密度が低い、低消費電力の機器およびコンポーネントに適しています。シールまたは高密度に組み立てられたデバイスは、他の冷却技術には適用できません。ラジエーターは効率が低いため、高出力機器には適していません。構造がシンプルで、騒音、メンテナンス、特に動作部品が不要です。高い信頼性は、定格電流のあるコンポーネントに適しています。

2.強制冷却

強制空冷の特徴は放熱性が高く、熱伝達率は自己冷却放熱効率の2～5倍です。力、冷却、冷却は主に翼付きヒートシンクとファンの 2 つの部分に分かれています。熱源が直接当たるフラップの機能で、熱源からの熱を導く役割があります。それは主にラジエーターの材質、構造、翼に関係します。風速が大きくなるとラジエーターの熱抵抗は小さくなります。ただし、流れ抵抗が大きいほど、熱抵抗を減らすために風速を高める必要があります。風速が一定の値を超えると、風速が熱抵抗に与える影響が大きくなります。放熱材料の品質特性には放熱効率が大きく影響します。

銅の熱係数は工業用純アルミニウムの 2 倍に相当します。同じ放熱効率の下で、銅製ラジエーターの体積はアルミニウム製ラジエーターの 1/3 から 1/2 です。銅の価格は高いため、一般的にはあまり使用されません。

風冷放熱構造はシンプル、低価格、安全で信頼できる成熟した技術ですが、温度を室温以下に下げることはできません。風車を設置する必要があるため、騒音が大きく真空になりやすいため、信頼性が相対的に低下します。ある程度のメンテナンスを行った場合、ドラム演奏装置の寿命には期限があります。

3.IGBT水冷冷却方式

電力密度が高いパワー エレクトロニクス デバイスの場合、液体冷却は良い選択です。液冷システムは循環ポンプを使用して、熱源と冷源の間で冷却液を確実に循環させ、熱を交換します。水冷ラジエーターの放熱効率は非常に高く、空気の自然冷却・熱交換係数の100～300倍に相当します。空冷の代わりに冷水を使用すると、機器の能力を大幅に向上させることができます。しかし、一般の水は絶縁性が低いため、高電圧下では水中の不純物により電食や漏電が発生します。普通の水は低電圧下でのみ冷却できます。上記の水冷システムを高電圧および高出力エレクトロニクスの分野に導入できるようにするには、冷却水の純度、および長期稼働時のシステムの信頼性と腐食を解決する必要があります。水冷方式の場合、水の循環と処理設備が必要となります。

油冷ラジエーターは空気よりも冷たいため、弁体を燃料タンク内に設置することで燃料タンク内の環境条件の影響を避けることができます。高い絶縁性と電磁波シールド効果があります。したがって、高電圧、高出力の電子機器に広く使用されています。ただし、水冷システムには、冷却効果と環境への影響の点で明らかな利点があります。近年、油冷システムは高圧・高出力の放熱分野から徐々に影を潜めつつあるようです。

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