Quali sono i metodi di instradamento comuni per i dissipatori di calore IGBT?

Ehilà! In qualità di fornitore di instradamento dei dissipatori di calore IGBT, ho constatato in prima persona l'importanza di metodi di instradamento efficaci per i dissipatori di calore IGBT. In questo blog condividerò alcuni dei metodi di routing più comuni ampiamente utilizzati nel settore.

1. Percorso della convezione naturale

La convezione naturale è uno dei metodi di instradamento più semplici ed economici. Si basa sul movimento naturale dell'aria dovuto alle differenze di temperatura. Quando il dissipatore di calore IGBT si surriscalda, l'aria circostante si riscalda, diventa meno densa e sale verso l'alto. L'aria più fresca entra quindi per prendere il suo posto.

Questo metodo è ottimo per le applicazioni a bassa potenza in cui la generazione di calore è relativamente piccola. Non richiede alcuna potenza aggiuntiva per ventilatori o pompe, il che significa un minore consumo energetico e una minore manutenzione. Tuttavia, ha anche i suoi limiti. La velocità di raffreddamento è relativamente lenta e potrebbe non essere sufficiente per gli IGBT ad alta potenza che generano una grande quantità di calore.

Ad esempio, in alcuni dispositivi elettronici di consumo su piccola scala, un semplice dissipatore di calore che utilizza il percorso della convezione naturale può svolgere perfettamente il lavoro. Ma se hai a che fare con IGBT di livello industriale in un inverter ad alta potenza, probabilmente dovrai cercare soluzioni più robuste.

2. Percorso della convezione forzata dell'aria

Quando la convezione naturale non basta, viene in soccorso la convezione forzata dell'aria. Questo metodo utilizza le ventole per spostare l'aria sulla superficie del dissipatore di calore, aumentando la velocità di trasferimento del calore.

Esistono diversi modi per impostare il percorso della convezione forzata dell'aria. È possibile avere una singola ventola che soffia aria direttamente sul dissipatore di calore oppure utilizzare più ventole in una configurazione più complessa. Una configurazione comune prevede che una ventola soffi l'aria attraverso un dissipatore di calore alettato. Le alette aumentano la superficie del dissipatore di calore, consentendo un trasferimento di calore più efficiente all'aria in movimento.

La convezione forzata dell'aria è ampiamente utilizzata in una varietà di applicazioni, dagli alimentatori di computer alle apparecchiature industriali su larga scala. Può sopportare un carico termico maggiore rispetto alla convezione naturale. Tuttavia, presenta alcuni inconvenienti. I ventilatori consumano energia e possono anche essere fonte di rumore. Inoltre, richiedono una manutenzione regolare per garantire che funzionino correttamente.

Se stai cercando un profilo in alluminio per dissipatore di calore di alta qualità per applicazioni a convezione forzata, puoi dare un'occhiataProfilo in alluminio del dissipatore di calore. Questi profili sono progettati per massimizzare il trasferimento di calore e rappresentano un'ottima scelta per i sistemi di raffreddamento ad aria forzata.

3. Instradamento del raffreddamento a liquido

Il raffreddamento a liquido è un altro metodo di instradamento popolare per i dissipatori di calore IGBT, in particolare per applicazioni ad alta potenza. In un sistema di raffreddamento a liquido, un liquido refrigerante (solitamente acqua o una miscela acqua-glicole) viene fatto circolare attraverso uno scambiatore di calore collegato al dissipatore di calore.

Il liquido refrigerante assorbe il calore dal dissipatore di calore IGBT e poi lo trasferisce ad un radiatore o ad una torre di raffreddamento, dove viene dissipato nell'ambiente. Il raffreddamento a liquido presenta numerosi vantaggi. Può gestire carichi termici estremamente elevati ed è generalmente più efficiente dei metodi di raffreddamento ad aria. Consente inoltre design più compatti, poiché il calore può essere trasferito dal modulo IGBT in modo più efficace.

Tuttavia, i sistemi di raffreddamento a liquido sono più complessi e costosi da installare e mantenere. Esiste anche il rischio di perdite che possono causare danni all'apparecchiatura. Ma con una progettazione e una manutenzione adeguate, questi rischi possono essere ridotti al minimo.

Per applicazioni come i sistemi di illuminazione a LED con raffreddamento a dissipatore di calore, il raffreddamento a liquido può fornire una soluzione affidabile ed efficiente. Puoi saperne di più visitandoSistemi di illuminazione a LED per il raffreddamento del dissipatore di calore.

4. Percorso dei tubi di calore

I tubi di calore sono dispositivi di trasferimento di calore altamente efficienti che possono essere utilizzati nel percorso dei dissipatori di calore IGBT. Un tubo termico è un tubo sigillato che contiene una piccola quantità di fluido di lavoro. Un'estremità del tubo di calore è in contatto con la fonte di calore (IGBT) e l'altra estremità è in contatto con il dissipatore di calore.

Quando la fonte di calore riscalda il fluido di lavoro ad un'estremità del tubo termico, il fluido evapora. Il vapore poi viaggia verso l'estremità più fredda del tubo termico, dove si condensa e rilascia calore. Il fluido condensato ritorna quindi all'estremità calda per azione capillare o gravità, a seconda del design del tubo termico.

I tubi di calore offrono numerosi vantaggi. Hanno una conduttività termica molto elevata, il che significa che possono trasferire il calore in modo rapido ed efficiente. Sono anche dispositivi passivi, il che significa che non richiedono alcuna fonte di alimentazione esterna. Ciò li rende un'ottima scelta per le applicazioni in cui l'efficienza energetica è importante.

Tuttavia, i tubi di calore possono essere relativamente costosi e le loro prestazioni possono essere influenzate da fattori quali l’orientamento del tubo di calore e la qualità del fluido di lavoro.

5. Instradamento del materiale a cambiamento di fase (PCM).

I materiali a cambiamento di fase sono sostanze che possono assorbire e rilasciare grandi quantità di calore durante un cambiamento di fase, come la fusione e la solidificazione. Nel routing del dissipatore di calore IGBT, i PCM possono essere utilizzati per immagazzinare e rilasciare il calore secondo necessità.

Quando l'IGBT genera calore, il PCM assorbe il calore e si scioglie. Ciò aiuta a mantenere la temperatura del dissipatore di calore e dell'IGBT entro un intervallo di sicurezza. Quando la generazione di calore diminuisce, il PCM si solidifica e rilascia il calore immagazzinato.

I metodi di instradamento basati su PCM possono essere una buona opzione per le applicazioni in cui sono presenti carichi di calore intermittenti. Possono fornire un buffer per prevenire il surriscaldamento durante i periodi di massima generazione di calore. Tuttavia, la scelta del PCM è cruciale, poiché PCM diversi hanno punti di fusione e capacità di accumulo di calore diversi.

Fare la scelta giusta

Quando si tratta di scegliere il metodo di instradamento corretto per il dissipatore di calore IGBT, ci sono diversi fattori da considerare. La potenza nominale dell'IGBT è uno dei fattori più importanti. Gli IGBT di potenza più elevata generano più calore e richiederanno metodi di raffreddamento più efficaci.

Anche lo spazio disponibile è una considerazione. In alcune applicazioni lo spazio potrebbe essere limitato per un dissipatore di calore di grandi dimensioni o un sistema di raffreddamento complesso. In questi casi, potrebbe essere necessario scegliere un metodo di instradamento più compatto, come il routing basato su heat pipe o PCM.

Il costo è un altro fattore. La convezione naturale è l’opzione più economica, mentre i sistemi di raffreddamento a liquido e di tubi di calore tendono ad essere più costosi. Dovrai bilanciare il costo con i requisiti di prestazioni della tua applicazione.

Se non sei sicuro di quale sia il metodo di instradamento più adatto alle tue esigenze, non esitare a contattarci. In qualità di fornitore di routing dei dissipatori di calore IGBT, abbiamo l'esperienza per aiutarti a scegliere la soluzione giusta per la tua applicazione specifica. Che tu stia lavorando su un progetto su piccola scala o su un'installazione industriale su larga scala, possiamo fornirti prodotti di alta qualità e consulenza professionale.

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Quindi, se sei alla ricerca di soluzioni di routing dei dissipatori di calore IGBT, contattaci. Siamo qui per aiutarti a trovare il modo migliore per mantenere i tuoi IGBT freschi e funzionanti in modo efficiente.

Riferimenti

• Incropera, FP e DeWitt, DP (2002). Fondamenti di trasferimento di calore e di massa. John Wiley & Figli.
• Kakac, S., & Pramuanjaroenkij, A. (2005). Scambiatori di calore: selezione, classificazione e progettazione termica. Stampa CRC.