Системы охлаждения

В рубрике дан обзор систем охлаждения, материалов и методов систем охлаждения полупроводниковых приборов.

Семь раз — расчет, один раз — тест, (Силовая электроника №5'2016)

В данной статье на примере решения тепловой задачи сравниваются плюсы и минусы двух инженерных подходов к проектированию — компьютерных расчетов и лабораторных испытаний.

Охлаждение силовых модулей: оценка эффективности жидкостных радиаторов в различных режимах работы, (Силовая электроника №2'2016)

Продолжение. Начало № 3/2012, 4/2012, 6/2013, 2/2015
В процессе эксплуатации силовые полупроводниковые приборы генерируют тепло, которое необходимо отвести, обеспечив минимальный перегрев кристаллов относительно окружающей среды. В зависимости от конкретных условий эксплуатации для этой цели используется принудительное воздушное или жидкостное охлаждение. Первый способ, как правило, применяется в системах малой и средней мощности, не имеющих внешнего теплообменника. Преимуществом жидкостных радиаторов является более высокая эффективность отвода тепла, необходимая в преобразователях мегаваттного диапазона.
В данной части статьи анализируется зависимость динамического теплового импеданса радиатора Zth(s–a) от скорости потока, состава и температуры охлаждающей жидкости. Дано обобщенное определение параметра Zth(s–a), рассмотрен разработанный SEMIKRON способ его оценки с учетом влияния различных факторов.

Охлаждение силовых модулей: проблемы и решения. Часть 4 , (Силовая электроника №3'2015)

Жидкостное охлаждение позволяет максимально эффективно рассеивать тепловую энергию, генерируемую полупроводниковыми приборами. Кроме конвертеров высокой мощности, данный способ отвода тепла применяется в системах, имеющих штатный контур циркуляции охлаждающей жидкости (автомобили, индукционные нагреватели, гальванические ванны). Наибольшей эффективностью обладают многоканальные системы жидкостного охлаждения, предназначенные для использования в преобразователях мегаваттного диапазона мощности. Для их работы важно обеспечить равномерное распределение и быстрое прохождение жидкости по каналам радиатора.

Особенности построения импульсных преобразователей с гальванической развязкой. Часть 3, (Силовая электроника №3'2015)

Обеспечение качественным и безопасным питанием электрооборудования судов ставит перед проектировщиками задачу использования приборов с применением гальванической развязки. Использование гальванической развязки - одно из обязательных требований технических заданий на создание преобразовательной техники для обеспечения безопасности эксплуатации аппаратуры.

Охлаждение силовых модулей: проблемы и решения.
Часть 3
, (Силовая электроника №6'2013)

Продолжение. Начало в №3’2012
Удельное значение мощности потерь, рассеиваемой в современных силовых модулях, достигает сотен Вт/см2, потери на кристаллах скоростных микроконтроллеров оказываются не намного меньше. Стремление к снижению габаритов и увеличению плотности мощности преобразовательных устройств неизбежно создает серьезные проблемы, связанные с отводом тепла. Достижения технологий IGBT последних лет привели к появлению кристаллов с предельно высокими значениями плотности тока, диапазон их рабочих температур расширен до 175 и даже 200 °С. В результате этого все более возрастает значение теплового перехода «корпус–радиатор–окружающая среда», а характеристики системы охлаждения становятся решающими при проектировании конструкции преобразователя.

Математическое моделирование системы воздушного охлаждения силового шкафа управления с частотным преобразователем , (Силовая электроника №5'2012)

В статье предлагается виртуальная модель многодвигательной следящей системы воздушного охлаждения силового шкафа управления с частотным преобразователем с энергосберегающим управлением.

Охлаждение силовых модулей: проблемы и решения Часть 2 , (Силовая электроника №4'2012)

Продолжение. Начало в № 3’2012

Во второй части статьи продолжается рассмотрение жидкостных и воздушных систем охлаждения. Автором описываются различные типы систем жидкостного охлаждения и различные жидкости-теплоносители, Приводится методика расчета критических параметров таких систем.

Охлаждение силовых модулей: проблемы и решения
Часть 1
, (Силовая электроника №3'2012)

Удельное значение мощности потерь, рассеиваемой в современных силовых модулях, достигает сотен Вт/см2, потери на кристаллах скоростных микроконтроллеров оказываются не намного меньше. Стремление к снижению габаритов и увеличению плотности мощности преобразовательных устройств неизбежно создает серьезные проблемы, связанные с отводом тепла. Достижения технологии IGBT последних лет привели к появлению кристаллов с предельно высокими значениями плотности тока, диапазон их рабочих температур расширен до +175 °С и даже +200 °С. В результате этого все более возрастает значение теплового перехода «корпус — радиатор — окружающая среда», а характеристики системы охлаждения становятся решающими при проектировании конструкции преобразователя. Физические ограничения для систем отвода тепла определяются значением максимальной рассеиваемой мощности на единицу контактной площади, температурой внешней среды и габаритными размерами. В рамках данной статьи мы рассмотрим, прежде всего, воздушные и жидкостные системы охлаждения силовых модулей, поскольку они используется в 95% случаев. Однако для полноты картины будут описаны и другие, более экзотические методы.

Сравнение некоторых концепций систем охлаждения мощных силовых полупроводниковых модулей, (Силовая электроника №4'2011)

В статье рассмотрены несколько методов повышения теплопроизводительности мощных силовых полупроводниковых модулей на примере IGBT-модуля (1200 В) с изолированным основанием. Проводится сравнение некоторых концепций систем охлаждения мощных силовых полупроводниковых модулей, а также описание особенностей различных концепций охладителей.

Один в поле – ВОИН! О системах охлаждения полупроводниковых приборов, (Силовая электроника №4'2011)

Современные технологии изготовления силовых полупроводниковых приборов (СПП) позволяют производить тиристоры, диоды, IGBT-модули и другие элементы преобразовательной схемотехники, рассчитанные на огромные токи и напряжения. При этом производители стремятся сделать свою продукцию как можно более компактной и легкой. Но тут-то и возникает довольно ощутимый подводный камень для проектировщика системы охлаждения: для него задача сводится к отводу огромного количества тепла от небольшой области. В статье рассматривается способ охлаждения, предложенный специалистами ООО «РадиоЭлКом», суть которого состоит в имплантации тепловых трубок в пазц, которые фрезеруются в плите охладителя.

Решения для жидкостного охлаждения электрооборудования, (Силовая электроника №3'2011)

Концерн Staubli Group и входящая в его состав компания Multi-Contact более 50 лет работают в области создания соединений для жидкостей, газов и электроэнергии. Среди продукции промышленной группы — быстроразъемные соединения (БРС) для пневматических, гидравлических и электрических контуров в различных отраслях промышленности. В статье подробно рассказывается о готовых апробированных решениях для соединения энергии и систем охлаждения в радиоэлектронной аппаратуре и электроприборах.

Некоторые аспекты принудительного воздушного охлаждения источников питания, (Силовая электроника №5'2010)

Все источники питания в процессе работы выделяют тепловую энергию, которую необходимо отводить для обеспечения их надежного функционирования. В статье рассматриваются некоторые аспекты принудительного воздушного охлаждения источников питания, приводятся различные способы охлаждения.

Охлаждение в системах высокой мощности, (Силовая электроника №3'2010)

Развитие силовой электроники связано с постоянно увеличивающимися требованиями повышения плотности мощности, расширения температурного диапазона, уменьшения габаритов. Удельные токовые характеристики кристаллов IGBT за последние 10 лет увеличились в несколько раз, соответственно, возросла и плотность мощности потерь. Дальнейший прогресс технологий силовой электроники возможен только при условии повышения эффективности систем охлаждения, наиболее перспективными из которых считаются жидкостные.

Теплопередача при принудительном охлаждении (на примере наборных охладителей, основания и ребра которых изготовлены из разных металлов), (Силовая электроника №2'2010)

В статье приводятся результаты анализа эффективности четырех комбинаций охладителей при работе в принудительном режиме. Расчеты проведены для алюминиевого (AlB-AlF) и медного (CuB-CuF) охладителей, а также охладителей с медным основанием и алюминиевыми ребрами (CuB-AlF), алюминиевым основанием и медными ребрами (AlB-CuF).

Алмазные теплоотводы для изделий электроники повышенной мощности, (Силовая электроника №3'2008)

Проблемы отвода тепла в изделиях силовой электроники приобретают особую актуальность в связи с повышением плотности упаковки тепловыделяющих электронных компонентов. Применение теплоотводов на основе алмазоподобных пленок позволит значительно улучшить тепловые характеристики таких приборов. Для обеспечения эффективной работы необходим выбор конструкции теплоотвода и технологии формирования металлизационных слоев.

Тепловое повреждение в блокирующем состоянии, (Силовая электроника №1'2007)

Эффект теплового повреждения известен практически с самого начала развития полупроводниковых технологий. Классическим примером теплового повреждения является случай, когда прикладываемое к прибору напряжение является причиной возникновения токов утечки, которые, в свою очередь, нагревают прибор. Чем горячее прибор, тем больше токи утечки. Эта зависимость имеет экспоненциальный характер. Если система охлаждения не соответствует такому стремительному нагреву, температура полупроводникового прибора будет увеличиваться и, в конце концов, он выйдет из строя.

Как нужно работать, чтобы не сгореть на работе. Или кратко о методах и системах охлаждения полупроводниковых приборов. Часть 1, (Силовая электроника №4'2005)

Как нужно работать, чтобы не сгореть на работе. Или кратко о способах теплотвода, методах и системах охлаждения полупроводниковых приборов. Часть 1.

Теплопроводные материалы компании Bergquist, (Силовая электроника №2'2008)

Задача отвода тепла в системах охлаждения электронных устройств различного назначения была всегда актуальна. Несмотря на последние достижения электроники, связанные главным образом с уменьшением габаритов электронных компонентов, значение этой задачи не уменьшается, а скорее растет. Проблема теплоотвода имеет прямое отношение к надежности, габаритам и другим эксплуатационным и экономическим характеристикам электронных устройств. Известный производитель специальных теплопроводных материалов — американская компания Bergquist — предлагает разработчикам и производителям электронной аппаратуры ряд высококачественных материалов, позволяющих на современном техническом и технологическом уровне реализовать необычные решения проблемы отвода тепла в системах охлаждения.

Применение различных материалов в системах охлаждения силовых полупроводниковых приборов, в том числе силовых модулей и твердотельных реле, (Силовая электроника №3'2005)

В любом силовом модуле есть специфические компоненты, являющиеся основными источниками тепла. Защитный металлический кожух или основание служат для эффективного теплоотвода и уменьшения разности температур между точками подложки. Для мощных силовых модулей и твердотельных реле, имеющих металлическое основание или радиатор, теплопроводность в системе охлаждения приобретает гораздо большее значение, чем просто передача тепла окружающему воздуху.

Жидкостная система охлаждения в современных компактных корпусах высокой мощности, (Силовая электроника №3'2005)

В поисках идеального решения: жидкостная система охлаждения в современных компактных корпусах высокой мощности.

Расчет параметров охладителей в системах охлаждения твердотельных реле, (Силовая электроника №3'2006)

Твердотельные реле наряду с неоспоримыми достоинствами (высокий рабочий ресурс, малая инерционность, бесшумность и т. д.) обладают одной неприятной особенностью — высокой рассеиваемой мощностью, вызванной относительно высоким падением напряжения на элементах силовых полупроводниковых приборов. Недостаточно эффективная система охлаждения твердотельных реле может вызвать его перегрев и выход из строя.

Как выбрать систему охлаждения, (Силовая электроника №3'2006)

Как выбрать охладитель для системы охлаждения полупроводниковых приборов.

Как нужно работать, чтобы не сгореть на работе. Или кратко о методах и системах охлаждения полупроводниковых приборов. Часть 2, (Силовая электроника №1'2006)

Как нужно работать, чтобы не сгореть на работе. Или кратко о способах теплотвода, методах и системах охлаждения полупроводниковых приборов.

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо