電力電子器件的冷卻方式
正文
電力電子器件工作時的功率損耗會引起電力電子器件發熱、升溫，而器件溫度過高將縮短器件壽命，甚至燒毀器件。這是限制電力電子器件電流電壓容量的主要原因。為此必須考慮電力電子器件的冷卻問題，保證器件在額定溫度以下正常工作。電力電子器件的損耗可分為4種:①通態損耗。由導通狀態下流過的電流和器件上的電壓降產生的功率損耗。②阻斷態損耗。由阻斷狀態下器件承受的電壓和流過器件的漏電流產生的功率損耗。③開關損耗。由器件開通和關斷期間產生的功率損耗。④控制極損耗。由控制極的電流、電壓引起的功率損耗。電力電子器件工作時產生的熱量通過散熱器散發到冷卻介質中。為了保證器件溫升不超過額定值，使用中除要按器件要求配用合適的散熱器外，還應使電力電子器件和散熱器之間有良好的導熱性能。通常在器件和散熱器的接觸面上塗以適量矽脂，並維持器件和散熱器間一定的壓力，以保證器件到散熱器具有良好的導熱性。
電力電子器件常用的冷卻方式有自冷式、風冷式、液體冷卻式(包括油冷式和水冷式)和蒸發冷卻式等。①自冷式：電力電子器件和散熱器依靠周圍空氣的自然對流和熱輻射來散熱。因此散熱器的製造、安裝、使用方便，但散熱效果差，所以一般僅用於電流容量較小的電力電子器件。②風冷式：電力電子器件和散熱器依靠流動的冷空氣來散熱。冷空氣由專門的風扇或鼓風機通過一定的風道供給。風冷式散熱效果比自冷式好，使用和維護也比較方便，適用於中等容量和大容量的電力電子器件。缺點是有噪聲,並且當容量較大時,散熱器的體積、重量都很大。③油冷式：通常採用變壓器油作為冷卻介質。分為油浸冷卻和油管冷卻兩種。冷卻效果好，能防止外界塵埃，散熱器幾乎不用維修，但體積和重量較大。④水冷式：用水作冷卻介質，散熱效果好，散熱器體積小。大容量電力電子器件如果有條件，以採用水冷方式為好。但是，水冷式需要循環供水系統，對水質要求也較高，常用於電解電鍍電源和中頻感應加熱電源等現場有供水系統的場合。⑤蒸發冷卻式：利用液體沸騰蒸發時吸收熱量的原理將器件產生的熱量傳遞到散熱面。冷卻介質常採用氟里昂等低沸點低腐蝕性液體。熱管散熱器即屬蒸發冷卻式。這種方式散熱效果好，散熱器體積小、重量輕，是一種較好的冷卻方式。但散熱器結構複雜，工藝要求高。
按冷卻介質的循環情況，冷卻方式又可分為開啟式和封閉式。封閉式指冷卻介質（油、空氣、水等）形成封閉的循環系統，工作時冷卻介質的溫升通過另一個散熱裝置降低。這種系統可防止外界塵埃進入，避免冷卻介質氧化變質。
