电力电子器件工作时产生的热量通过散热器散发到冷却介质中。为了保证器件温升不超过额定值,使用中除要按器件要求配用合适的散热器外,还应使电力电子器件 和散热器之间有良好的导热性能。通常在器件和散热器的接触面上涂以适量硅脂,并维持器件和散热器间一定的压力,以保证器件到散热器具有良好的导热性。
电力电子器件常用的冷却方式有自冷式、风冷式、液体冷却式(包括油冷式和水冷式)和蒸发冷却式等。
①自冷式:电力电子器件和散热器依靠周围空气的自然 对流和热辐射来散热。因此散热器的制造、安装、使用方便,但散热效果差,所以一般仅用于电流容量较小的电力电子器件。
②风冷式:电力电子器件和散热器依靠 流动的冷空气来散热。冷空气由专门的风扇或鼓风机通过一定的风道供给。风冷式散热效果比自冷式好,使用和维护也比较方便,适用于中等容量和大容量的电力电 子器件。缺点是有噪声,并且当容量较大时,散热器的体积、重量都很大。
③油冷式:通常采用变压器油作为冷却介质。分为油浸冷却和油管冷却两种。冷却效果 好,能防止外界尘埃,散热器几乎不用维修,但体积和重量较大。
④水冷式:用水作冷却介质,散热效果好,散热器体积小。大容量电力电子器件如果有条件,以采 用水冷方式为好。但是,水冷式需要循环供水系统,对水质要求也较高,常用于电解电镀电源和中频感应加热电源等现场有供水系统的场合。
⑤蒸发冷却式:利用液 体沸腾蒸发时吸收热量的原理将器件产生的热量传递到散热面。冷却介质常采用氟里昂等低沸点低腐蚀性液体。热管散热器即属蒸发冷却式。这种方式散热效果好, 散热器体积小、重量轻,是一种较好的冷却方式。但散热器结构复杂,工艺要求高。
按冷却介质的循环情况,冷却方式又可分为开启式和封闭式。封闭式指冷却介质(油、空气、水等)形成封闭的循环系统,工作时冷却介质的温升通过另一个散热装置降低。这种系统可防止外界尘埃进入,避免冷却介质氧化变质。