تعمل إلكترونيات الطاقة على زيادة سخونة – وتستمر في السخونة
كل ميجاوات من الطاقة الشمسية المثبتة، وكل كومة شحن سريع، وكل محرك كهربائي يعتمد على إلكترونيات الطاقة التي تبدد الحرارة الخطيرة. يمكن لوحدة الشاحن السريع التي تعمل بالتيار المستمر بقدرة 60 كيلووات أن تدفع عدة مئات من الواطات خلال مرحلة طاقة واحدة من IGBT أو SiC، كما أن المشتت الحراري المثبت بهذه الوحدة ليس ملحقًا – فهو المكون الذي يقرر ما إذا كان الجهاز سينجو من صيفه الأول. نظرًا لأن أجهزة SiC وGaN تقلص أحجام العبوات بينما ترتفع كثافة الطاقة، فإن الميزانية الحرارية لكل سنتيمتر مربع تستمر في الارتفاع، وهذا هو بالضبط السبب وراء بقاء المشتتات الحرارية المصنوعة من الألومنيوم المبثوق العمود الفقري لتبريد إلكترونيات الطاقة.
حيث تقوم المشتتات الحرارية المقذوفة برفع الأحمال الثقيلة
تغطي الملامح المبثوقة الوظائف الثلاثة الكلاسيكية لإلكترونيات الطاقة. أولاً، المشتتات الحرارية للوحة الأساسية لوحدات IGBT وMOSFET: قاعدة مسطحة مطحونة تثبت الوحدة بينما تحمل الزعانف الحرارة إلى تدفق الهواء. ثانيًا، تغرق حرارة العلبة والقناة داخل المحولات وأجهزة الشحن، حيث تتضاعف الزعانف الطويلة المستقيمة كموجهات لتدفق الهواء. ثالثًا، المشتتات الحرارية بالحمل الطبيعي لمحركات الأقراص الصغيرة ومصادر إمداد الطاقة، بالاعتماد على المسافات بين الزعانف المضبوطة لتدفق الهواء السلبي. بالمقارنة مع الصب بالقالب، يفوز البثق بكثافة زعانف متوسطة إلى عالية، وتكلفة أقل للأدوات وتكرار أسرع – وهي ثلاثة أشياء تهتم بها دورات تصميم إلكترونيات الطاقة.
تحديد المشتت الحراري لإلكترونيات الطاقة
ابدأ من الميزانية الحرارية: حدد درجة حرارة الوصلة المستهدفة ودرجة الحرارة المحيطة وتدفق الهواء، واترك رقم المقاومة الحرارية يتحكم في ارتفاع الزعنفة ودرجة ميلها وسمك القاعدة. ثم انتبه إلى التفاصيل الثلاثة التي تحدد نجاح التجميع: استواء سطح التثبيت (مطحون، غير مقذوف، للحفاظ على مادة الواجهة الحرارية رقيقة ومتساوية)، واتجاه الزعنفة المتوافق مع اتجاه تدفق الهواء، ومتطلبات العزل – توفر الطبقة المؤكسدة 10-25 ميكرون العزل الكهربائي مع الحفاظ على الانبعاثية العالية للتبريد الإشعاعي. تحتاج أجهزة الشحن الخارجية ومحولات الطاقة الكهروضوئية أيضًا إلى الحماية من التآكل، وعندما يكون التكثيف خطرًا، تحتاج إلى تشطيب يتحمل دورة الرطوبة.
من التصميم الحراري إلى الإنتاج في سلسلة واحدة
تطوير إلكترونيات القوى هو أمر تكراري: المحاكاة الحرارية، النموذج الأولي، الاختبار، التكرار. المورد الذي يمكنه تحويل هندسة الزعانف المنقحة إلى بثق جديد بسرعة، وتصنيع وجه التثبيت إلى المستوى المطلوب، والأنودة حسب المواصفات – كل ذلك داخل الشركة – يحافظ على كل تكرار لأسابيع بدلاً من أشهر. في Siken Aluminium، نقوم بإجراء عمليات البثق والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي والأكسدة تحت سقف واحد، مع توافق أوقات تطوير القالب مع دورات مشروع إلكترونيات الطاقة. أرسل لنا التصميم الحراري الخاص بك أو ورقة بيانات الوحدة، وسنساعدك في تحديد المشتت الحراري، ثم تسليمه جاهزًا للتركيب.
الأسئلة المتداولة
ما هو الأكثر أهمية عند تبريد IGBTs ووحدات الطاقة؟
إن المقاومة الحرارية من الوصلات إلى العلبة هي التي تحرك التصميم: أنت بحاجة إلى أن تكون قاعدة الوحدة مسطحة وفي اتصال جيد مع المشتت الحراري، مع مادة الواجهة الحرارية التي تملأ الفجوات الصغيرة. ثم اختر هندسة الزعانف المطابقة لتدفق الهواء المتوفر، أو قاعدة مبردة بالسائل للحصول على كثافة طاقة عالية.
الحمل الحراري الطبيعي أو الهواء القسري لمرفقات العاكس؟
بالنسبة للحاويات المغلقة أو المعرضة للغبار، يعتبر الحمل الحراري الطبيعي مع تباعد واسع للزعانف والاتجاه الرأسي أمرًا نموذجيًا؛ بالنسبة للخزائن المفتوحة ذات المراوح، فإن الزعانف الأكثر كثافة تستخرج المزيد من الحرارة. تصميمات هجينة – زعانف متواضعة بالإضافة إلى مروحة منخفضة السرعة – تعمل على موازنة الضوضاء والتكلفة والأداء.
هل يمكن استخدام المشتتات الحرارية Siken Aluminium مباشرة تحت الوحدات؟
نعم. نقوم بتشكيل سطح التثبيت بشكل مسطح (الطحن)، وحفر فتحات التثبيت ونقرها وفقًا لنمط الوحدة الخاصة بك، ونقدم الأنودة لمتطلبات العزل الكهربائي. قم بتوفير ورقة بيانات الوحدة وسنساعدك في تحديد حجم هندسة الملف الشخصي.