Was sind die gängigen Routing-Methoden für IGBT-Kühlkörper?

Hallo! Als Anbieter von IGBT-Kühlkörper-Routing habe ich aus erster Hand gesehen, wie wichtig effektive Routing-Methoden für IGBT-Kühlkörper sind. In diesem Blog werde ich einige der gängigen Routing-Methoden vorstellen, die in der Branche weit verbreitet sind.

1. Natürliche Konvektionsführung

Natürliche Konvektion ist eine der einfachsten und kostengünstigsten Routingmethoden. Es beruht auf der natürlichen Bewegung der Luft aufgrund von Temperaturunterschieden. Wenn der IGBT-Kühlkörper heiß wird, erwärmt sich die Luft in seiner Nähe, wird weniger dicht und steigt auf. Dann strömt kühlere Luft nach und nimmt ihren Platz ein.

Diese Methode eignet sich hervorragend für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch, bei denen die Wärmeerzeugung relativ gering ist. Es ist kein zusätzlicher Strom für Lüfter oder Pumpen erforderlich, was einen geringeren Energieverbrauch und weniger Wartungsaufwand bedeutet. Allerdings hat es auch seine Grenzen. Die Abkühlgeschwindigkeit ist relativ langsam und reicht möglicherweise nicht für Hochleistungs-IGBTs aus, die viel Wärme erzeugen.

In einigen kleinen Unterhaltungselektronikgeräten kann beispielsweise ein einfacher Kühlkörper mit natürlicher Konvektionsführung die Aufgabe problemlos erfüllen. Wenn Sie es jedoch mit IGBTs in Industriequalität in einem Hochleistungswechselrichter zu tun haben, müssen Sie wahrscheinlich nach robusteren Lösungen suchen.

2. Zwangsluftkonvektionsführung

Wenn die natürliche Konvektion nicht ausreicht, kommt die erzwungene Luftkonvektion zur Rettung. Bei dieser Methode bewegen Lüfter Luft über die Kühlkörperoberfläche und erhöhen so die Wärmeübertragungsrate.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine erzwungene Luftkonvektionsführung einzurichten. Sie können einen einzelnen Lüfter verwenden, der die Luft direkt auf den Kühlkörper bläst, oder Sie können mehrere Lüfter in einer komplexeren Konfiguration verwenden. Ein üblicher Aufbau besteht darin, dass ein Lüfter Luft durch einen gerippten Kühlkörper bläst. Die Rippen vergrößern die Oberfläche des Kühlkörpers und ermöglichen so eine effizientere Wärmeübertragung an die bewegte Luft.

Zwangsluftkonvektion wird häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Computer-Netzteilen bis hin zu großen Industrieanlagen. Es kann im Vergleich zur natürlichen Konvektion eine höhere Wärmebelastung bewältigen. Es hat jedoch einige Nachteile. Lüfter verbrauchen Strom und können auch eine Lärmquelle sein. Darüber hinaus benötigen sie eine regelmäßige Wartung, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren.

Wenn Sie nach einem hochwertigen Kühlkörper-Aluminiumprofil für Anwendungen mit erzwungener Luftkonvektion suchen, können Sie hier vorbeischauenKühlkörper-Aluminiumprofil. Diese Profile sind auf maximale Wärmeübertragung ausgelegt und eignen sich hervorragend für Zwangsluftkühlsysteme.

3. Flüssigkeitskühlungsführung

Flüssigkeitskühlung ist eine weitere beliebte Routingmethode für IGBT-Kühlkörper, insbesondere für Hochleistungsanwendungen. In einem Flüssigkeitskühlsystem zirkuliert ein Kühlmittel (normalerweise Wasser oder eine Wasser-Glykol-Mischung) durch einen am Kühlkörper angebrachten Wärmetauscher.

Das Kühlmittel nimmt die Wärme vom IGBT-Kühlkörper auf und überträgt sie dann an einen Kühler oder einen Kühlturm, wo sie an die Umgebung abgegeben wird. Flüssigkeitskühlung hat mehrere Vorteile. Es kann extrem hohe Wärmelasten bewältigen und ist im Allgemeinen effizienter als Luftkühlungsmethoden. Außerdem sind kompaktere Bauformen möglich, da die Wärme effektiver vom IGBT-Modul abgeleitet werden kann.

Allerdings sind Flüssigkeitskühlsysteme komplexer und teurer in der Installation und Wartung. Außerdem besteht die Gefahr von Undichtigkeiten, die zu Schäden an der Ausrüstung führen können. Mit der richtigen Planung und Wartung können diese Risiken jedoch minimiert werden.

Für Anwendungen wie LED-Beleuchtungssysteme mit Kühlkörperkühlung kann die Flüssigkeitskühlung eine zuverlässige und effiziente Lösung darstellen. Bei einem Besuch können Sie mehr darüber erfahrenLED-Beleuchtungssysteme mit Kühlkörperkühlung.

4. Wärmerohrführung

Wärmerohre sind hocheffiziente Wärmeübertragungsgeräte, die bei der Verlegung von IGBT-Kühlkörpern verwendet werden können. Ein Wärmerohr ist ein versiegeltes Rohr, das eine kleine Menge Arbeitsflüssigkeit enthält. Ein Ende des Wärmerohrs steht in Kontakt mit der Wärmequelle (dem IGBT) und das andere Ende hat Kontakt mit dem Kühlkörper.

Wenn die Wärmequelle das Arbeitsmedium an einem Ende des Wärmerohrs erhitzt, verdampft das Fluid. Der Dampf wandert dann zum kühleren Ende des Wärmerohrs, wo er kondensiert und die Wärme abgibt. Die kondensierte Flüssigkeit kehrt dann je nach Ausführung des Wärmerohrs durch Kapillarwirkung oder Schwerkraft zum heißen Ende zurück.

Heatpipes bieten mehrere Vorteile. Sie verfügen über eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit, was bedeutet, dass sie Wärme schnell und effizient übertragen können. Zudem handelt es sich um passive Geräte, das heißt, sie benötigen keine externe Stromquelle. Dies macht sie zu einer großartigen Wahl für Anwendungen, bei denen Energieeffizienz wichtig ist.

Wärmerohre können jedoch relativ teuer sein und ihre Leistung kann durch Faktoren wie die Ausrichtung des Wärmerohrs und die Qualität des Arbeitsmediums beeinflusst werden.

5. Phase – Materialrouting (PCM) ändern

Phasenwechselmaterialien sind Stoffe, die bei einem Phasenwechsel, etwa beim Schmelzen und Erstarren, große Wärmemengen aufnehmen und abgeben können. Bei der IGBT-Kühlkörperführung können PCMs verwendet werden, um Wärme nach Bedarf zu speichern und abzugeben.

Wenn der IGBT Wärme erzeugt, nimmt das PCM die Wärme auf und schmilzt. Dies trägt dazu bei, die Temperatur des Kühlkörpers und des IGBT in einem sicheren Bereich zu halten. Wenn die Wärmeentwicklung nachlässt, verfestigt sich das PCM und gibt die gespeicherte Wärme ab.

PCM-basierte Routingmethoden können eine gute Option für Anwendungen sein, bei denen es zu zeitweiligen Wärmelasten kommt. Sie können als Puffer dienen, um eine Überhitzung in Spitzenzeiten der Wärmeentwicklung zu verhindern. Allerdings ist die Wahl des PCM entscheidend, da verschiedene PCMs unterschiedliche Schmelzpunkte und Wärmespeicherkapazitäten haben.

Die richtige Wahl treffen

Bei der Wahl der richtigen Verlegungsmethode für Ihren IGBT-Kühlkörper müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Die Nennleistung des IGBT ist einer der wichtigsten Faktoren. IGBTs mit höherer Leistung erzeugen mehr Wärme und erfordern effektivere Kühlmethoden.

Auch der verfügbare Platz spielt eine Rolle. In einigen Anwendungen ist möglicherweise nur wenig Platz für einen großen Kühlkörper oder ein komplexes Kühlsystem vorhanden. In solchen Fällen müssen Sie möglicherweise eine kompaktere Routing-Methode wählen, z. B. Heatpipe oder PCM-basiertes Routing.

Die Kosten sind ein weiterer Faktor. Natürliche Konvektion ist die günstigste Option, während Flüssigkeitskühlung und Heatpipe-Systeme tendenziell teurer sind. Sie müssen die Kosten mit den Leistungsanforderungen Ihrer Anwendung in Einklang bringen.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Routing-Methode für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist, zögern Sie nicht, Kontakt mit uns aufzunehmen. Als Anbieter von IGBT-Kühlkörperführungen verfügen wir über das Fachwissen, um Sie bei der Auswahl der richtigen Lösung für Ihre spezifische Anwendung zu unterstützen. Egal, ob Sie an einem kleinen Projekt oder einer großen Industrieanlage arbeiten, wir können Ihnen hochwertige Produkte und professionelle Beratung bieten.

Wenn Sie an OEM-Lösungen interessiert sind, bieten wir auch anOEM-LED-Kühlkörper aus Aluminiumdruckguss. Diese Kühlkörper können an Ihre spezifischen Anforderungen angepasst werden.

Wenn Sie also auf der Suche nach IGBT-Kühlkörper-Routing-Lösungen sind, nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir sind hier, um Ihnen dabei zu helfen, die beste Möglichkeit zu finden, Ihre IGBTs kühl zu halten und effizient zu betreiben.

Referenzen

• Incropera, FP, & DeWitt, DP (2002). Grundlagen der Wärme- und Stoffübertragung. John Wiley & Söhne.
• Kakac, S. & Pramuanjaroenkij, A. (2005). Wärmetauscher: Auswahl, Bewertung und thermisches Design. CRC-Presse.