Η θερμοαγώγιμη μεμβράνη σιλικόνης λύνει το πρόβλημα της υψηλής θερμοκρασίας στους μικρο μετατροπείς;

Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως παγκοσμίως. Ως βασικό συστατικό στα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα, η απόδοση των μικρο μετατροπέων συνδέεται στενά με τη συνολική απόδοση του συστήματος. Ωστόσο, λόγω της ανάγκης οι μετατροπείς να λειτουργούν για μεγάλα χρονικά διαστήματα σε περιβάλλοντα υψηλής πυκνότητας ισχύος και υψηλής θερμοκρασίας, οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες έχουν γίνει ένα από τα κύρια ζητήματα που επηρεάζουν τη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής τους. Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, τα θερμικά αγώγιμα φύλλα σιλικόνης έχουν γίνει μια αποτελεσματική και αξιόπιστη λύση διαχείρισης θερμότητας.

1. Η αρχή λειτουργίας και οι προκλήσεις απαγωγής θερμότητας των μικρο μετατροπέων

Η κύρια λειτουργία ενός μικρομετατροπέα είναι να μετατρέπει το συνεχές ρεύμα που παράγεται από τα ηλιακά φωτοβολταϊκά πλαίσια σε εναλλασσόμενο ρεύμα για οικιακή ή βιομηχανική χρήση. Λόγω του συμπαγούς σχεδιασμού τους, οι μικρο μετατροπείς συνήθως εγκαθίστανται απευθείας στο πίσω μέρος των ηλιακών συλλεκτών, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να λειτουργούν σε σχετικά μικρούς χώρους και να εκτίθενται σε σκληρά περιβάλλοντα όπως υψηλές θερμοκρασίες και ισχυρή υπεριώδη ακτινοβολία.

Η υψηλή πυκνότητα ισχύος και η ενσωμάτωση των μικρο μετατροπέων έχουν ως αποτέλεσμα σχετικά υψηλή παραγωγή θερμότητας. Εάν η απαγωγή θερμότητας δεν είναι έγκαιρη ή επαρκής, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στο εσωτερικό του μετατροπέα ενδέχεται να επιταχύνουν τη γήρανση λόγω υψηλής θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση και ακόμη και θερμική αστοχία. Αυτό όχι μόνο επηρεάζει την αξιοπιστία του εξοπλισμού, αλλά μπορεί επίσης να μειώσει τη διάρκεια ζωής του και να αυξήσει το κόστος συντήρησης. Επομένως, ο τρόπος αποτελεσματικής διαχείρισης και ελέγχου της θερμοκρασίας των μικρομετατροπέων έχει γίνει ένα επείγον πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί.

2. Η αρχή και τα χαρακτηριστικά του θερμοαγώγιμου φιλμ σιλικόνης

Το θερμοαγώγιμο φύλλο σιλικόνης είναι ένα πολυμερές σύνθετο υλικό που κατασκευάζεται από σιλικόνη ως υπόστρωμα και προστίθεται με θερμικά αγώγιμα πληρωτικά. Η κύρια λειτουργία του είναι να γεμίζει το κενό μεταξύ του θερμαντικού στοιχείου και της ψύκτρας για τη βελτίωση της απόδοσης της θερμικής αγωγιμότητας και τη μείωση της θερμικής αντίστασης επαφής. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά θερμικά αγώγιμα υλικά, τα θερμικά αγώγιμα φύλλα σιλικόνης έχουν τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα:

(1) Υψηλή θερμική αγωγιμότητα

Η θερμική αγωγιμότητα της θερμικής αγώγιμης μεμβράνης σιλικόνης είναι συνήθως μεταξύ 1,0~12,0 W/m · K, το οποίο μπορεί να μεταφέρει αποτελεσματικά θερμότητα από τα εξαρτήματα θέρμανσης του μικρομετατροπέα στο ψυγείο ή το περίβλημα, διασφαλίζοντας ότι η εσωτερική θερμοκρασία του εξοπλισμού παραμένει εντός ασφαλούς εύρους.

(2) Καλή απαλότητα και συμπιεστότητα

Λόγω των διαφορετικών σχημάτων των εσωτερικών εξαρτημάτων στους μικρο μετατροπείς, οι επιφάνειες επαφής δεν είναι τελείως επίπεδες. Η ευελιξία και η συμπιεστότητα της θερμικά αγώγιμης μεμβράνης σιλικόνης της επιτρέπουν να προσκολλάται πλήρως στην επιφάνεια του εξαρτήματος, γεμίζοντας μικρά κενά και ανομοιομορφίες, μειώνοντας περαιτέρω τη θερμική αντίσταση και βελτιώνοντας την απόδοση απαγωγής θερμότητας.

(3) Άριστη ηλεκτρική μόνωση

Ταυτόχρονα με τη μεταφορά θερμότητας, το θερμοαγώγιμο φύλλο σιλικόνης έχει επίσης καλή απόδοση ηλεκτρικής μόνωσης, η οποία μπορεί να αποτρέψει ηλεκτρικά βραχυκυκλώματα μεταξύ των εξαρτημάτων μέσα στον μικρο-μετατροπέα, βελτιώνοντας έτσι την ασφάλεια του εξοπλισμού.

(4) Αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στη γήρανση

Τα θερμικά αγώγιμα φύλλα σιλικόνης μπορούν να λειτουργήσουν σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα στο εύρος θερμοκρασίας του -40 ℃ έως 200 ℃, και έχουν καλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία και αντοχή στη γήρανση, προσαρμόζονται στο σκληρό περιβάλλον των μικρο μετατροπέων και διασφαλίζουν τη μεγάλη τους διάρκεια-όρος σταθερή λειτουργία.

3. Εφαρμογή Θερμοαγώγιμου Φύλλου Σιλικόνης σε Micro Inverter

Στο σχεδιασμό θερμικής διαχείρισης μικρομετατροπέων, τα θερμικά αγώγιμα φύλλα σιλικόνης χρησιμοποιούνται συνήθως στους ακόλουθους βασικούς τομείς:

(1) Μονάδα ισχύος

Η μονάδα ισχύος είναι το πιο συγκεντρωμένο μέρος της θερμότητας στους μικρο μετατροπείς. Η τοποθέτηση ενός θερμοαγώγιμου φύλλου σιλικόνης μεταξύ της μονάδας ισχύος και της ψύκτρας μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη θερμοκρασία της μονάδας και να αποφύγει την υποβάθμιση της απόδοσης ή τη ζημιά εξαρτημάτων που προκαλείται από υπερθέρμανση.

(2) Επαγωγείς και πυκνωτές

Αυτά τα εξαρτήματα παράγουν επίσης θερμότητα κατά τη λειτουργία και τα θερμικά αγώγιμα φύλλα σιλικόνης μπορούν να βοηθήσουν αυτά τα εξαρτήματα να μεταφέρουν γρήγορα τη θερμότητα στην ψύκτρα ή το περίβλημα, διατηρώντας τη σταθερή λειτουργία τους.

(3) Μεταξύ πλακέτας PCB και κελύφους

Το θερμικά αγώγιμο φύλλο σιλικόνης μπορεί επίσης να τοποθετηθεί μεταξύ της πλακέτας PCB και του περιβλήματος του μετατροπέα για να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη απαγωγή της θερμότητας ολόκληρου του συστήματος και να αποφευχθεί η τοπική υπερθέρμανση.

4. Προφυλάξεις επιλογής και εφαρμογής θερμοαγώγιμου φιλμ σιλικόνης

Κατά την επιλογή θερμικά αγώγιμων φύλλων σιλικόνης για μικρο-μετατροπείς, είναι απαραίτητο να ληφθούν σοβαρά υπόψη παράγοντες όπως η θερμική αγωγιμότητα, το πάχος, η σκληρότητα και το περιβάλλον χρήσης του υλικού. Ταυτόχρονα, για να εξασφαλιστεί η μέγιστη θερμική αγωγιμότητα, πρέπει επίσης να σημειωθούν τα ακόλουθα σημεία:

(1) Λογική επιλογή πάχους

Το πάχος της θερμικά αγώγιμης μεμβράνης σιλικόνης θα πρέπει να επιλέγεται με βάση το μέγεθος του διακένου μεταξύ των εξαρτημάτων και τις απαιτήσεις συμπίεσης. Τα παχιά φύλλα σιλικόνης μπορεί να οδηγήσουν σε κακή διάχυση της θερμότητας, ενώ τα λεπτά φύλλα σιλικόνης είναι δύσκολο να γεμίσουν τα κενά και να μειώσουν τη θερμική αγωγιμότητα.

(2) Ακριβής έλεγχος συμπίεσης

Κατά την εγκατάσταση θερμικά αγώγιμων φύλλων σιλικόνης, θα πρέπει να διασφαλίζεται ότι λειτουργούν υπό κατάλληλη συμπίεση για να ελαχιστοποιηθεί η θερμική αντίσταση επαφής και να αποφευχθεί η παραμόρφωση του υλικού ή η ζημιά που προκαλείται από υπερβολική συμπίεση.

(3) Περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα

Σύμφωνα με το περιβάλλον εργασίας του μικρο μετατροπέα, το θερμικά αγώγιμο φύλλο πυριτικής γέλης με καλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντι-Η απόδοση γήρανσης επιλέγεται για να εξασφαλίσει τη μακρά του-σταθερή λειτουργία υπό αντίξοες συνθήκες.

Η θερμική αγώγιμη μεμβράνη σιλικόνης, ως βασικό υλικό στη θερμική διαχείριση των μικρο μετατροπέων, μπορεί να λύσει αποτελεσματικά το πρόβλημα της υψηλής θερμοκρασίας μετατροπέα, να βελτιώσει την αξιοπιστία του εξοπλισμού και τη διάρκεια ζωής λόγω της εξαιρετικής θερμικής αγωγιμότητας, ευελιξίας, συμπιεστότητας και ηλεκτρικής μόνωσης. Με τη συνεχή ανάπτυξη της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας, η εφαρμογή θερμικά αγώγιμων φύλλων σιλικόνης σε μικρο μετατροπείς θα γίνει πιο διαδεδομένη, συμβάλλοντας στην προώθηση της αποτελεσματικής χρήσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.