Quelles sont les méthodes de routage courantes pour les dissipateurs thermiques IGBT ?

Salut! En tant que fournisseur de routage de dissipateurs thermiques IGBT, j'ai pu constater par moi-même l'importance de méthodes de routage efficaces pour les dissipateurs thermiques IGBT. Dans ce blog, je vais partager certaines des méthodes de routage courantes largement utilisées dans l'industrie.

1. Routage par convection naturelle

La convection naturelle est l'une des méthodes de routage les plus simples et les plus rentables. Il repose sur le mouvement naturel de l’air dû aux différences de température. Lorsque le dissipateur thermique de l'IGBT devient chaud, l'air à proximité se réchauffe, devient moins dense et monte. De l’air plus frais entre alors pour prendre sa place.

Cette méthode est idéale pour les applications à faible consommation où la génération de chaleur est relativement faible. Il ne nécessite aucune puissance supplémentaire pour les ventilateurs ou les pompes, ce qui signifie une consommation d'énergie réduite et moins d'entretien. Cependant, cela a aussi ses limites. La vitesse de refroidissement est relativement lente et peut ne pas être suffisante pour les IGBT haute puissance qui génèrent une grande quantité de chaleur.

Par exemple, dans certains appareils électroniques grand public à petite échelle, un simple dissipateur thermique utilisant un routage par convection naturelle peut très bien faire l'affaire. Mais si vous avez affaire à des IGBT de qualité industrielle dans un onduleur haute puissance, vous devrez probablement rechercher des solutions plus robustes.

2. Acheminement par convection à air forcé

Lorsque la convection naturelle ne suffit pas, la convection forcée de l’air vient à la rescousse. Cette méthode utilise des ventilateurs pour déplacer l’air sur la surface du dissipateur thermique, augmentant ainsi le taux de transfert de chaleur.

Il existe différentes manières de configurer un routage par convection à air forcé. Vous pouvez avoir un seul ventilateur soufflant de l'air directement sur le dissipateur thermique, ou vous pouvez utiliser plusieurs ventilateurs dans une configuration plus complexe. Une configuration courante consiste à avoir un ventilateur soufflant de l'air à travers un dissipateur thermique à ailettes. Les ailettes augmentent la surface du dissipateur thermique, permettant un transfert de chaleur plus efficace vers l'air en mouvement.

La convection à air forcé est largement utilisée dans diverses applications, des alimentations informatiques aux équipements industriels à grande échelle. Elle peut supporter une charge thermique plus élevée que la convection naturelle. Cependant, cela présente certains inconvénients. Les ventilateurs consomment de l’énergie et peuvent également être une source de bruit. De plus, ils nécessitent un entretien régulier pour garantir leur bon fonctionnement.

Si vous recherchez un profilé en aluminium pour dissipateur thermique de haute qualité pour les applications à convection à air forcé, vous pouvez consulterProfilé en aluminium pour dissipateur de chaleur. Ces profils sont conçus pour maximiser le transfert de chaleur et constituent un excellent choix pour les systèmes de refroidissement à air pulsé.

3. Routage du refroidissement liquide

Le refroidissement liquide est une autre méthode de routage populaire pour les dissipateurs thermiques IGBT, en particulier pour les applications haute puissance. Dans un système de refroidissement liquide, un liquide de refroidissement (généralement de l'eau ou un mélange eau-glycol) circule à travers un échangeur de chaleur fixé au dissipateur thermique.

Le liquide de refroidissement absorbe la chaleur du dissipateur thermique de l'IGBT puis la transfère vers un radiateur ou une tour de refroidissement, où elle est dissipée dans l'environnement. Le refroidissement liquide présente plusieurs avantages. Il peut supporter des charges thermiques extrêmement élevées et est généralement plus efficace que les méthodes de refroidissement par air. Cela permet également des conceptions plus compactes, car la chaleur peut être transférée plus efficacement du module IGBT.

Cependant, les systèmes de refroidissement liquide sont plus complexes et plus coûteux à installer et à entretenir. Il existe également un risque de fuites pouvant endommager l’équipement. Mais avec une conception et un entretien appropriés, ces risques peuvent être minimisés.

Pour des applications telles que les systèmes d'éclairage LED à refroidissement par dissipateur thermique, le refroidissement liquide peut constituer une solution fiable et efficace. Vous pouvez en apprendre davantage en visitantSystèmes d'éclairage LED de refroidissement du dissipateur thermique.

4. Routage des caloducs

Les caloducs sont des dispositifs de transfert de chaleur très efficaces qui peuvent être utilisés dans le routage des dissipateurs thermiques IGBT. Un caloduc est un tube scellé qui contient une petite quantité de fluide de travail. Une extrémité du caloduc est en contact avec la source de chaleur (l’IGBT) et l’autre extrémité est en contact avec le dissipateur thermique.

Lorsque la source de chaleur chauffe le fluide de travail à une extrémité du caloduc, le fluide s'évapore. La vapeur se déplace ensuite vers l’extrémité la plus froide du caloduc, où elle se condense et libère la chaleur. Le fluide condensé retourne ensuite vers le côté chaud par capillarité ou par gravité, selon la conception du caloduc.

Les caloducs offrent plusieurs avantages. Ils ont une conductivité thermique très élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent transférer la chaleur rapidement et efficacement. Ce sont également des appareils passifs, ce qui signifie qu’ils ne nécessitent aucune source d’alimentation externe. Cela en fait un excellent choix pour les applications où l’efficacité énergétique est importante.

Cependant, les caloducs peuvent être relativement coûteux et leurs performances peuvent être affectées par des facteurs tels que l'orientation du caloduc et la qualité du fluide de travail.

5. Phase – Modification du routage des matériaux (PCM)

Les matériaux à changement de phase sont des substances qui peuvent absorber et libérer de grandes quantités de chaleur lors d'un changement de phase, tel que la fusion et la solidification. Dans le routage du dissipateur thermique IGBT, les PCM peuvent être utilisés pour stocker et libérer de la chaleur selon les besoins.

Lorsque l'IGBT génère de la chaleur, le PCM absorbe la chaleur et fond. Cela permet de maintenir la température du dissipateur thermique et de l'IGBT dans une plage sûre. Lorsque la génération de chaleur diminue, le PCM se solidifie et libère la chaleur stockée.

Les méthodes de routage basées sur PCM peuvent constituer une bonne option pour les applications où il existe des charges thermiques intermittentes. Ils peuvent fournir un tampon pour éviter la surchauffe pendant les périodes de pointe de production de chaleur. Cependant, le choix du PCM est crucial, car différents PCM ont des points de fusion et des capacités de stockage de chaleur différents.

Faire le bon choix

Lorsqu'il s'agit de choisir la bonne méthode de routage pour votre dissipateur thermique IGBT, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. La puissance nominale de l’IGBT est l’un des facteurs les plus importants. Les IGBT de plus grande puissance génèrent plus de chaleur et nécessiteront des méthodes de refroidissement plus efficaces.

L'espace disponible est également un facteur à prendre en compte. Dans certaines applications, l'espace peut être limité pour un grand dissipateur thermique ou un système de refroidissement complexe. Dans de tels cas, vous devrez peut-être choisir une méthode de routage plus compacte, telle que le routage par caloduc ou basé sur PCM.

Le coût est un autre facteur. La convection naturelle est l’option la moins chère, tandis que les systèmes de refroidissement liquide et de caloducs ont tendance à être plus chers. Vous devrez équilibrer le coût avec les exigences de performances de votre application.

Si vous ne savez pas quelle méthode de routage correspond le mieux à vos besoins, n'hésitez pas à nous contacter. En tant que fournisseur de routage de dissipateurs thermiques IGBT, nous disposons de l'expertise nécessaire pour vous aider à choisir la bonne solution pour votre application spécifique. Que vous travailliez sur un projet à petite échelle ou sur une installation industrielle à grande échelle, nous pouvons vous fournir des produits de haute qualité et des conseils professionnels.

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Donc, si vous êtes à la recherche de solutions de routage de dissipateurs thermiques IGBT, contactez-nous. Nous sommes là pour vous aider à trouver la meilleure façon de maintenir vos IGBT au frais et de les faire fonctionner efficacement.

Références

• Incropera, FP et DeWitt, DP (2002). Fondamentaux du transfert de chaleur et de masse. John Wiley et fils.
• Kakac, S. et Pramuanjaroenkij, A. (2005). Échangeurs de chaleur : sélection, évaluation et conception thermique. Presse CRC.