Pусский
Просмотры:3 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2023-03-11 Происхождение:Работает
Поскольку плотность мощности в инверторах электромобилей (EV), системах возобновляемой энергии и приводах промышленных двигателей продолжает расти, управление экстремально локализованным тепловым потоком биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) стало основной проблемой для инженеров-электриков и теплотехников.
Традиционное воздушное охлаждение быстро достигает своих физических пределов. Чтобы предотвратить температурный разгон и продлить срок службы высоковольтных IGBT, переход на высокооптимизированные холодные пластины с жидкостным охлаждением больше не является необязательным — это необходимость проектирования.
Проектирование жидкостной охлаждающей пластины IGBT? [ Загрузите сюда файлы CAD/STEP ] . Команда инженеров Kingka предлагает бесплатную проверку DFM (Проектирование для технологичности) и тепловое моделирование CFD , чтобы гарантировать, что ваша холодная пластина обеспечивает максимальное рассеивание тепла без проблем с сопротивлением потоку.
IGBT во время работы выделяют значительное количество тепла, и если с ним не обращаться должным образом, это может привести к выходу устройства из строя. Таким образом, управление температурным режимом имеет решающее значение для производительности и надежности IGBT. Существует несколько методов охлаждения IGBT, таких как воздушное охлаждение, прямое жидкостное охлаждение и микроканальное жидкостное охлаждение. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от конкретного применения и требований к охлаждению.
Воздушное охлаждение является наиболее часто используемым методом охлаждения IGBT. Это простой и экономичный метод, в котором в качестве охлаждающей среды используется воздух. Воздушное охлаждение подходит для применений с низкой и средней мощностью, где тепловыделение не очень велико. При воздушном охлаждении для передачи тепла от IGBT к окружающему воздуху используется радиатор. Радиатор имеет большую площадь поверхности для максимального рассеивания тепла. Однако воздушное охлаждение имеет свои ограничения с точки зрения охлаждающей способности, и его может быть недостаточно для приложений с высокой мощностью.
Прямое жидкостное охлаждение является более эффективным методом охлаждения IGBT по сравнению с воздушным охлаждением. Он предполагает использование жидкости, например воды или охлаждающей жидкости, в качестве охлаждающей среды. Жидкость циркулирует через радиатор, который находится в непосредственном контакте с IGBT. Прямое жидкостное охлаждение обеспечивает лучшую эффективность охлаждения, поскольку теплоемкость жидкостей выше, чем у воздуха. Это также более компактное решение, поскольку системы жидкостного охлаждения требуют меньше места по сравнению с системами воздушного охлаждения. Однако системы прямого жидкостного охлаждения могут быть более сложными и дорогими в проектировании и обслуживании.
Для приложений сверхвысокой мощности стандартное жидкостное охлаждение не подходит. В микроканальных жидкостных охлаждающих пластинах используются близко расположенные ультратонкие внутренние ребра для экспоненциального увеличения площади смачиваемой поверхности, обеспечивая максимальную эффективность теплопередачи непосредственно под горячими точками IGBT.
Как Kingka производит охлаждающие пластины IGBT: Kingka специализируется не только на теоретических разработках, но и на реальном массовом производстве сложных систем жидкостного охлаждения. Наши внутренние возможности включают в себя:
Прецизионная шлифовка и обработка на станках с ЧПУ: создание сверхплотных внутренних микроканалов, оптимизированных для определенных скоростей потока СОЖ и перепадов давления.
Сварка трением с перемешиванием (FSW) и вакуумная пайка: гарантия 100% герметичности и исключительной структурной целостности при высоких разрывных давлениях.
Плоскостность и точность поверхности: ЧПУ обрабатывает монтажную поверхность с соблюдением сверхжестких допусков, обеспечивая отсутствие воздушных зазоров между модулем IGBT и холодной пластиной для минимального теплового сопротивления.
IGBT широко используются в силовой электронике, включая инверторы, преобразователи, источники питания, импульсные источники питания и источники бесперебойного питания.
Инверторы — это устройства, которые преобразуют постоянный ток (постоянный ток) в переменный ток (переменный ток), который необходим для многих электрических применений. IGBT используются в инверторах для включения и выключения входа постоянного тока на высоких частотах, создавая выходной ток переменного тока. Инверторы используются в различных приложениях, таких как солнечные энергетические системы, приводы двигателей и системы зарядки электромобилей.
Преобразователи используются для преобразования одного типа электрической энергии в другой. IGBT используются в преобразователях для включения и выключения входной мощности, обеспечивая эффективное преобразование мощности. Преобразователи используются в различных приложениях, таких как системы распределения электроэнергии и системы зарядки электромобилей.
Источники питания — это устройства, которые преобразуют переменный или постоянный ток в необходимые уровни напряжения и тока для электронных устройств. IGBT используются в источниках питания для управления выходным напряжением и током, обеспечивая стабильное питание электронных устройств.
Импульсные источники питания — это тип источника питания, в котором для регулирования выходного напряжения и тока используется высокочастотное переключение. IGBT используются в импульсных источниках питания для включения и выключения входной мощности на высоких частотах, что обеспечивает эффективное преобразование мощности.
Источники бесперебойного питания (ИБП) – это устройства, обеспечивающие резервное питание в случае отключения электроэнергии. IGBT используются в системах ИБП для переключения между входным питанием переменного тока и резервным источником питания, обеспечивая непрерывное питание критически важных электронных устройств.
Применение возобновляемых источников энергии
IGBT также широко используются в приложениях, использующих возобновляемые источники энергии, таких как солнечные инверторы, концентрированные фотоэлектрические приемники (CPV) и тепловые насосы, работающие на солнечной энергии.
Солнечные инверторы — это устройства, которые преобразуют энергию постоянного тока, генерируемую солнечными панелями, в мощность переменного тока, которую можно использовать в домах и на предприятиях. IGBT используются в солнечных инверторах для включения и выключения входа постоянного тока на высоких частотах, создавая выходной ток переменного тока. IGBT являются важными компонентами солнечных инверторов, поскольку они обеспечивают эффективное преобразование энергии.
Концентрированные фотоэлектрические приемники (КПВ) используются в солнечных энергетических системах для повышения эффективности преобразования солнечной энергии. IGBT используются в CPV для включения и выключения входной мощности, что обеспечивает эффективное преобразование мощности. CPV используются в различных приложениях, таких как солнечные электростанции и системы удаленного производства электроэнергии.
Солнечные тепловые насосы — это устройства, которые используют солнечную энергию для обогрева и охлаждения зданий. IGBT используются в тепловых насосах, работающих на солнечной энергии, для контроля выходной температуры и поддержания необходимого уровня нагрева или охлаждения. Солнечные тепловые насосы становятся все более популярными в жилых и коммерческих зданиях, поскольку они обеспечивают эффективное и экономичное решение для отопления и охлаждения.
В заключение отметим, что IGBT являются важными компонентами силовой электроники, и правильное управление температурным режимом имеет решающее значение для их производительности и надежности. Решения для жидкостного охлаждения, такие как прямое жидкостное охлаждение и микроканальное жидкостное охлаждение, обеспечивают эффективное охлаждение для приложений с высокой мощностью. IGBT используются в различных приложениях, таких как инверторы, преобразователи, источники питания и системы возобновляемых источников энергии. Поскольку спрос на эффективную и надежную силовую электронику продолжает расти, важность IGBT и решений для их охлаждения будет только возрастать.
Имея дело с солнечными инверторами мегаваттной мощности или высоковольтными силовыми агрегатами электромобилей, вы не можете идти на компромисс с контуром охлаждения IGBT. Единственная утечка или перегрев может привести к катастрофическому отказу системы. В Kingka Tech мы устраняем разрыв между теплотехникой и точным производством. От быстрого прототипирования пластин с жидкостным охлаждением FSW до крупносерийного автоматизированного производства — мы обеспечиваем гарантию отсутствия утечек, необходимую вашей силовой электронике.
[ Связаться с инженерной командой Kingka ]
Отправьте нам свои тепловые требования или 3D-модели сегодня, чтобы быстро оценить технологичность и получить высококонкурентные цены напрямую с завода.
