Važnost IGBT termičkog upravljanja
Trend rasta prodaje novih energetskih vozila i trenutna situacija nestašice čipova, zajedno sa neizvjesnošću budućeg trenda epidemije, tržišna ponuda IGBT-a je još uvijek u relativno teškom stanju. Slično drugim energetskim uređajima, kako bi se osigurao njegov efikasan, siguran i stabilan rad, tehnologija upravljanja toplinom za IGBT modul je najvažnija karika u dizajnu i primjeni novih proizvoda.
Šta je IGBT:
IGBT (izolirani bipolarni tranzistor) je vrsta energetskog poluvodičkog uređaja. Njegov kineski naziv je "bipolarni tranzistor sa izolovanim vratima", koji se sastoji od BJT (bipolarni spojni tranzistor) i MOSFET-a (tranzistor sa efektom polja sa izolovanim vratima). Kao osnovni energetski uređaj za konverziju energije i kontrolu snage, IGBT se u industriji energetske elektronike naziva "CPU".
Upravljanje toplinom za IGBT module:
Uzroci kvarova većine IGBT energetskih poluvodičkih modula povezani su s toplinom. Stoga je pouzdanost IGBT-a također bila naširoko zabrinuta od strane industrije i akademske zajednice, te je trenutno postala žarište istraživanja. Metode upravljanja toplinom za IGBT module mogu se podijeliti na interno upravljanje toplinom i vanjsko termalno upravljanje. U specifičnim primenama, zbog velikog toplotnog kapaciteta između sistema za hlađenje i supstrata poluprovodničkog uređaja, može se kompenzovati samo temperatura koja se sporo menja, tako da je spoljno upravljanje toplotom pogodno za niskofrekventne fluktuacije temperature spoja. Za brzu promjenu temperature, smatra se da podešavanje električnih parametara koji se odnose na temperaturu u sistemu, odnosno unutrašnje upravljanje toplinom, direktno utiče na temperaturu spoja.
Unutrašnje termalno upravljanje:
Glavna ideja internog upravljanja toplinom je promijeniti gubitak IGBT modula kako bi se izgladile fluktuacije temperature spoja uzrokovane fluktuacijom snage opterećenja. Do sada su naučnici istraživali mnoge aktivne strategije upravljanja toplotom, uključujući podešavanje frekvencije prebacivanja, otpora mreže, radnog ciklusa, cikličke reaktivne snage i strujnog rutera, i dokazali njihovu izvodljivost teoretski i eksperimentalno.
Eksterno termalno upravljanje:
Metode vanjskog upravljanja toplinom IGBT modula se uglavnom koriste za kompenzaciju promjene temperature okoline ili kontrolu prosječne temperature spoja, dok je istraživanja o glatkim promjenama temperature spoja relativno malo.
Slično drugim energetskim uređajima, efikasan, stabilan, zgodan i kompaktan sistem hlađenja je od velikog značaja za dizajn IGBT uređaja kako bi se osigurao njihov siguran i stabilan rad. Posebno s povećanjem gustine snage IGBT modula, teškim okruženjem za primjenu i poboljšanjem zahtjeva za pouzdanošću i životnim vijekom, za IGBT modul, njegov termalni dizajn i tehnologija upravljanja toplinom je najvažnija karika u dizajnu i primjeni novih proizvoda.
