IGBTの水冷・放熱技術

IGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、BJT（バイポーラトランジスタ）とMOS（絶縁ゲート電界効果管）の複合体で構成され、完全な制御電圧駆動型パワー半導体デバイスで構成され、MOSFETの高入力インピーダンスを備えています。と GTR 低伝導の両方の圧力損失の利点。

GTR は飽和電圧が低く、通電密度が高いにもかかわらず、駆動電流が高くなります。MOSFETは駆動電力が小さく、スイッチング速度が速いですが、伝導圧力損失が大きく、電流密度が小さいです。IGBT は、上記 2 つのデバイスの利点を組み合わせたもので、駆動電力と飽和電圧が低くなります。ACモーター、インバーター、スイッチング電源、照明回路、トラクションドライブ、その他の分野などのDC電圧600V以上のコンバーターシステムに非常に適しています。

IGBT は中核となるエネルギー変換および伝送デバイスであり、一般に IGBT として知られています。 “CPU、” パワーエレクトロニクスデバイスのIGBTは国家戦略的新興産業として、鉄道輸送、スマートグリッド、航空宇宙、電気自動車、新エネルギー機器などの分野で広く使用されています。

一般に、IGBTモジュールに流れる電流が大きく、スイッチング周波数が高いため、IGBTモジュールのデバイスの損失が大きくなり、デバイスの温度が高くなります。ただし、IGBT モジュール’放熱性が悪いと損傷を引き起こし、機械全体の動作に影響を与えます。IGBT の過熱の原因としては、駆動波形が良くないこと、過大な電流やスイッチ周波数が高すぎることが考えられます。また、放熱性が悪いことも考えられます。

温度が高すぎると、モジュールの作業効率が低下し、作業全体の進行に影響します。特に継続的な作業が必要なデバイスの場合、IGBT モジュールへの依存度が高く、これを確保するには優れた冷却システムが必要です。

最も一般的に使用される放熱は、パッシブフィン放熱と風冷放熱です。これらの放熱方法は、 それは 低コストで使いやすく、広く使用されています。ただし、多くの制約もあります。熱の蓄積が大きすぎて放散が間に合わず、冷却効果がすぐにボトルネックに達します。この場合、IGBT モジュールは大きなジレンマに直面します。

この場合、新しい熱放散モードが従来の熱放散モードを置き換える必要があります。近年の放熱分野では、急速に発展している水冷放熱が注目を集めています。水冷は液体の比熱が空気よりも大きいという特徴を利用し、熱を素早くしっかりと吸収します。

循環系を通過した後、冷却、排気に至り、水路系に戻ります。このサイクルが繰り返され、ピークの熱にもっとゆっくり対処できる場合には、熱が継続されます。

水冷・放熱技術の進歩・向上により、水冷・放熱はより安全で耐久性が向上し、コストも削減されています。設置やメンテナンスは少々面倒ですが、 水冷技術 長期的には活用する価値があります。