आईजीबीटी क्या है?
आईजीबीटी (इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांसफार्मर) ऊर्जा परिवर्तन और संचरण के लिए एक मुख्य उपकरण है, जिसे आमतौर पर बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के "सीपीयू" के रूप में जाना जाता है। इसका व्यापक रूप से रेल पारगमन, स्मार्ट ग्रिड, एयरोस्पेस, इलेक्ट्रिक वाहन और नई ऊर्जा उपकरण जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।
आईजीबीटी मॉड्यूल एक मॉड्यूलर सेमीकंडक्टर उत्पाद है, जिसे विशिष्ट संयोजन के माध्यम से आईजीबीटी (इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर चिप) और एफडब्ल्यूडी (फ्लाईबैक डायोड चिप) द्वारा पैक किया जाता है। आईजीबीटी मॉड्यूल कई आईजीबीटी चिप्स को आंतरिक रूप से एनकैप्सुलेट कर सकता है, जिससे आईजीबीटी चिप की उपज को कम करते हुए सक्रिय क्षेत्र को बढ़ाने की समस्या से बचने के लिए उच्च वर्तमान प्रसंस्करण क्षमता प्राप्त की जा सकती है। एकल चिप मॉड्यूल की तुलना में, कई आंतरिक आईजीबीटी चिप्स वाले पैकेजिंग मॉड्यूल में थर्मल प्रबंधन के लिए अधिक जिम्मेदार संरचना और उच्च आवश्यकताएं होती हैं। उच्च ताप उत्पादन और तापमान से अत्यधिक प्रभावित होने वाले बिजली उपकरण के रूप में, आईजीबीटी मॉड्यूल को सामान्य संचालन सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक संचालन में उचित सीमा के भीतर नोड तापमान को नियंत्रित करना चाहिए। बहुत अधिक ऑपरेटिंग तापमान इसके अर्धचालक भौतिक स्थिरांक और डिवाइस के आंतरिक मापदंडों को बदल देगा, जिससे आईजीबीटी मॉड्यूल ठीक से काम नहीं कर पाएगा, और गंभीर मामलों में इसके कामकाजी जीवन को भी प्रभावित करेगा।
आईजीबीटी शीतलन प्रौद्योगिकी
वर्तमान में, आईजीबीटी के लिए बाजार में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली शीतलन विधियों में एयर कूलिंग तकनीक, हीट पाइप कूलिंग तकनीक और वॉटर कूलिंग तकनीक शामिल हैं।
वायु शीतलन प्रौद्योगिकी
एयर कूलिंग तकनीक गर्मी को खत्म करने के लिए हवा के संवहन ताप हस्तांतरण क्षेत्र का उपयोग करती है। इसे निष्क्रिय प्राकृतिक संवहन वायु शीतलन और सक्रिय मजबूर संवहन वायु शीतलन में विभाजित किया जा सकता है। प्राकृतिक संवहन वायु शीतलन मुख्य रूप से विभिन्न स्थानों पर हवा के तापमान अंतर के कारण होने वाले घनत्व विपरीत के कारण होता है, जो गर्मी को दूर करने के लिए आसपास के वायु प्रवाह चैनल को चलाने के लिए प्रेरक शक्ति के रूप में उछाल उत्पन्न करता है। इस कूलिंग मोड का रेडिएटर संरचना में सरल और रखरखाव में आसान है, लेकिन इसकी हीट एक्सचेंज क्षमता खराब है, और इसका उपयोग केवल कम कूलिंग पावर और कम गर्मी उत्पादन की अवधि के दौरान किया जा सकता है। आईजीबीटी बिजली उपकरणों के एकीकरण और उच्च-शक्ति के विकास के साथ, शीतलन की मांग दिन-ब-दिन बढ़ रही है, और शीतलन के लिए केवल प्राकृतिक वायु शीतलन का उपयोग करना पर्याप्त नहीं है।
गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, मजबूर वायु संवहन को बढ़ावा देने के लिए आईजीबीटी डिवाइस पर एक पंखा स्थापित किया गया है। मजबूर संवहन वायु शीतलन के थर्मल प्रतिरोध को प्राकृतिक संवहन वायु शीतलन के एक-पांचवें से एक-पांचवें तक कम किया जा सकता है, जो गर्मी अपव्यय क्षमता को काफी बढ़ाता है। हालाँकि, पंखे और अन्य उपकरणों के जुड़ने के कारण, वायु नलिकाओं को डिजाइन करना, नियमित रखरखाव करना, सिस्टम की विश्वसनीयता कम करना, डिवाइस एकीकरण कम करना और काम करते समय बड़ा शोर होना आवश्यक है।
एयर कूलिंग तकनीक की शीतलन दक्षता प्रदान करने के लिए, हीट एक्सचेंज क्षेत्र को बढ़ाने के लिए आमतौर पर आईजीबीटी मॉड्यूल पर एक हीट सिंक स्थापित किया जाता है, जिसे आमतौर पर फिनिश्ड हीट सिंक के रूप में जाना जाता है। AWIND द्वारा व्यापक शोध और अनुकूलन के बाद, एयर-कूल्ड रेडिएटर्स, विशेष रूप से समानांतर एल्यूमीनियम फिन रेडिएटर्स में सरल डिजाइन और परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाएं होती हैं, जो उन्हें वर्तमान आईजीबीटी कूलिंग में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला गर्मी अपव्यय उपकरण बनाती हैं। हालाँकि, छोटी वायु विशिष्ट क्षमता और कम तापीय चालकता जैसे मुद्दों के कारण, यहां तक कि मजबूर संवहन वायु शीतलन में भी सीमित ताप अपव्यय क्षमता होती है और आईजीबीटी एकीकृत मॉड्यूल के वर्तमान उच्च ताप प्रवाह घनत्व और तेज़ तात्कालिक हीटिंग की गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं को प्रभावी ढंग से पूरा नहीं कर सकता है।
हीट पाइप कूलिंग तकनीक
हीट पाइप मुख्य रूप से एक सीलबंद खोल, एक तरल सक्शन कोर और एक भाप चैनल से बना होता है। पाइप में एक निश्चित मात्रा में तरल भरा जाता है। ताप पाइप का एक सिरा वाष्पीकरण अनुभाग है, और दूसरा सिरा संक्षेपण अनुभाग है। कार्य प्रक्रिया के दौरान, वाष्पीकरण अनुभाग ताप स्रोत द्वारा उत्पन्न गर्मी को अवशोषित करता है, जिससे आसपास के तरल सक्शन कोर में तरल वाष्पीकृत हो जाता है। फिर, गर्मी भाप के साथ हीट पाइप के वाष्पीकरण अनुभाग से संक्षेपण अनुभाग तक चलती है, और भाप संघनन अनुभाग में एक तरल में संघनित हो जाती है और गर्मी को बाहरी दुनिया में स्थानांतरित कर देती है; संघनित तरल पाइप की दीवार पर सक्शन कोर की केशिका क्रिया के माध्यम से वाष्पीकरण अनुभाग में लौटता है, उपरोक्त चक्र प्रक्रिया को दोहराता है, लगातार गर्मी को एक छोर से दूसरे छोर तक स्थानांतरित करता है, जिससे गर्मी अपव्यय प्राप्त होता है।
मजबूर संवहन वायु शीतलन तकनीक की तुलना में, हीट पाइप की शुरूआत हीटसिंक के प्रदर्शन में काफी सुधार करती है। इसके अलावा, हीट पाइप हीटसिंक की विश्वसनीयता अधिक है, और रेफ्रिजरेंट रिसाव का जोखिम कम है। इसलिए, वर्तमान आईजीबीटी ताप प्रबंधन बाजार में एक निश्चित अनुप्रयोग आधार भी है। लेकिन अधिकांश हीट पाइप हीटसिंक, एयर-कूल्ड रेडिएटर्स की तरह, उच्च ताप अपव्यय दक्षता प्राप्त करने के लिए बाहरी पंखे की आवश्यकता होती है। इसलिए, हीट पाइप हीटसिंक की कार्यकुशलता पंखे के आकार, हवा की गति, पर्यावरणीय तापमान और अन्य कारकों से भी प्रभावित होती है, जिन्हें नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है और ऑपरेशन के दौरान शोर उत्पन्न हो सकता है। इसके अलावा, हीट पाइप संरचना को जोड़ने से हीट सिंक का समग्र आकार बढ़ जाता है, जो आईजीबीटी मॉड्यूल की कॉम्पैक्टनेस और एकीकरण में सुधार के लिए अनुकूल नहीं है।
जल शीतलन प्रौद्योगिकी
पानी में अच्छी तापीय चालकता, बड़ी विशिष्ट ताप क्षमता और लगभग कोई प्रदूषण नहीं होता है। वायु शीतलन की तुलना में, जल शीतलन में उच्च ताप अपव्यय दक्षता, छोटे आकार, शीतलन प्रणाली का आसान लेआउट होता है, और यह उच्च-शक्ति आईजीबीटी मॉड्यूल शीतलन प्रणाली के लिए अधिक उपयुक्त है। इसलिए, जल शीतलन तकनीक का तेजी से व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, जो उच्च-शक्ति आईजीबीटी मॉड्यूल शीतलन प्रणाली का मुख्यधारा शीतलन मोड बन गया है। एक अलग हीट सिंक बनाने के लिए आईजीबीटी मॉड्यूल और वॉटर कूलिंग प्लेट के दो स्वतंत्र घटकों को मिलाएं, जो आईजीबीटी मॉड्यूल से गर्मी को हटाने के लिए कोल्ड प्लेट के अंदर जल परिसंचरण प्रवाह का उपयोग करता है।
लिक्विड कूलिंग प्लेट की तापमान एकरूपता को भी गंभीरता से लेने की जरूरत है। विशेष रूप से आईजीबीटी चिप्स के लिए, जैसे-जैसे आईजीबीटी चिप का जंक्शन तापमान घटेगा, उनकी बिजली रूपांतरण दक्षता बढ़ जाएगी। खराब तापमान एकरूपता से अलग-अलग स्थानों पर आईजीबीटी चिप्स के बीच अलग-अलग जंक्शन तापमान हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक आईजीबीटी चिप के लिए अलग-अलग पावर आउटपुट होंगे, जो मॉड्यूल के संचालन और विश्वसनीयता के लिए बहुत हानिकारक है। एविंड के पास तापमान संतुलन सुनिश्चित करने के लिए लिक्विड कोल्ड प्लेट डिजाइन करने का कई वर्षों का अनुभव है। आईजीबीटी उपकरणों का सामान्य संचालन सुनिश्चित करता है।
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