IGBT modul je naprava visoke moči, ki med delovanjem proizvaja veliko količino toplote. Temperaturno območje za normalno delovanje modulov IGBT je -40 stopinj C-150 stopinj C. Okvaro elektronskih komponent povzroča predvsem visoka temperatura, stopnja napake pa je neposredno sorazmerna s temperaturo čipa . Za vsakih 10 stopinj dviga temperature se zanesljivost elektronskih naprav zmanjša za polovico. Zato je za vzdrževanje normalnega delovanja čipa IGBT potrebno hladilno telo, ki pomaga pri odvajanju toplote.
Trenutno je večina oblik, ki se uporabljajo za odvajanje toplote IGBT na trgu, zračno hlajenje in tekočinsko hlajenje.
Ta članek se osredotoča predvsem na pogostejši radiator: bakreno in aluminijasto hladilno telo, ki se uporablja v IGBT. Veliko aluminijasto hladilno telo, izdelano s tehnologijo skiving fins, in CNC režami na spodnji plošči, napolnjeno z epoksidom in prevlečenimi toplotnimi cevmi v utorih, nato površinsko obdelano, da dobimo gladko in ravno površino.
Gladka in ravna površina podlage lahko bolje pride v stik z virom toplote, kar zagotavlja učinkovitejši prenos toplote. Prisotnost toplotnih cevi lahko enakomerno porazdeli toploto na obeh koncih hladilnega telesa. Visoka in gosta rebra lahko povečajo površino za odvajanje toplote, zaradi česar je kontaktna površina med toploto in zrakom večja.
Slika 1 Razmerje med višino rebra in temperaturo hladilnika
Ko se višina plavuti poveča, se bo temperatura ustrezno znižala. To je zato, ker se poveča tudi prenos toplote iz hladilnega telesa v zrak, s čimer se zmanjša temperatura hladilnega telesa.
Ker pa se višina reber še naprej povečuje, se padec temperature postopoma upočasnjuje, ker je bil prenos toplote na spodnjem delu reber popolnoma zaključen, nadaljnje povečanje višine reber pa ne bo povečalo konvektivnega prenosa toplote.
Slika 2: Razmerje med debelino rebra in temperaturo hladilnega telesa
Ko se debelina reber poveča, se temperatura zniža, učinek odvajanja toplote pa je najboljši, ko je debelina 4 mm.
Kot toplotno prevodni predmet lahko debelina reber vpliva na učinkovitost konvekcijskega prenosa toplote. Ko se debelina reber poveča, se bo učinek konvektivnega prenosa toplote povečal, vendar ne bo očiten. Ko se poveča na 4,5 mm, temperatura ostane skoraj nespremenjena.
Zaradi dejstva, da je debelina reber veliko manjša od njihove višine, se lahko domneva, da je učinek debeline reber, ki presega 4,5 mm, na zmogljivost odvajanja toplote minimalen.
Slika 3. Razmerje med razmikom reber in temperaturo hladilnika
Variacijski zakon razmika plavuti je razdeljen na dva dela. Ko se razmik med rebri povečuje, se temperatura sprva zniža in nato stabilizira, kar doseže optimalno odvajanje toplote. Ko se razmik med rebri poveča, se upor cevi med rebri zmanjša, kar poveča učinek odvajanja toplote.
Ker pa se razmik med rebri še naprej povečuje, ostane upor cevovoda skoraj nespremenjen, zato se tudi temperatura hladilnika nagiba k stabilizaciji.
Zgornji trije nizi podatkov kažejo, da hladilni odvodi IGBT niso nujno boljši z višjimi ali debelejšimi rebri ali z gostejšimi razmiki med rebri. Najboljši odvod toplote je treba analizirati v kombinaciji z zahtevami glede odvajanja toplote in stroški odvoda toplote. In Awind ima več kot 20 let izkušenj na področju odvajanja toplote, ki vam lahko zagotovi strokovne nasvete na tem področju, kar vam omogoča, da dosežete zmagovalno situacijo tako glede učinka odvajanja toplote kot stroškov.
Priljubljena oznake: hladilno telo iz bakra in aluminija za igbt, Kitajska, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, po meri, brezplačen vzorec, izdelano na Kitajskem
