Yleisesti käytetyt Sähkövoimalaitteiden lämpöratkaisut

   Nykyaikaiset tehoelektroniikkalaitteet kehittyvät nopeasti kohti korkeaa integraatiota, tiheää kokoonpanoa ja suurta toimintanopeutta. Tehoelektroniikkalaitteiden ytimenä siru toimii yhä nopeammin, kuluttaa yhä enemmän tehoa ja lähettää yhä enemmän lämpöä. Jos laitteen lämmönpoistokyky ei ole vahva, Tehonhäviö aiheuttaa sirun aktiivisen alueen lämpötilan nousun ja laitteen liitoslämpötilan.

Komponenttien vikatiheydellä on eksponentiaalinen suhde niiden liitoslämpötilaan, ja suorituskyky heikkenee liitoslämpötilan noustessa. Vikaprosentti kasvaa kaksinkertaiseksi jokaista komponenttien työlämpötilan 10 asteen nousua kohti.

Siksi tehoelektroniikkalaitteiden työsuorituksen ja luotettavuuden parantamiseksi on tarpeellisempaa ja kiireellisempaa suorittaa elektroniikkalaitteiden kohtuullinen lämpösuunnittelu ja toteuttaa kohtuulliset ulkoiset lämmönpoistotoimenpiteet. Tällä hetkellä tehoelektroniikkalaitteiden yleisiä lämmönpoistotekniikoita ovat ilmajäähdytys, nestejäähdytys, lämpöputkitekniikka jne.

Ilmajäähdytys:

Ilmajäähdytetyn jäähdytyselementin käyttö elektronisten sirujen jäähdyttämiseen on yksinkertaisin, suorin ja edullisin lämmönpoistomenetelmä. Yleisesti ottaen ilmajäähdytys- tai pakkoilmajäähdytystekniikkaa käytetään enimmäkseen laitteissa tai elektronisissa laitteissa, joiden tehonkulutus on pieni tai keskisuuri. Tällä hetkellä käytössä on edistyksellisiä tuulettimia ja optimoituja laaja-alaisia ​​jäähdytyselementtejä. Ilmajäähdytystekniikan jäähdytysteho voi olla jopa 50 W · cm-2. Ilmajäähdytetyn jäähdytyselementin periaate on hyvin yksinkertainen: sirun hajoama lämpö siirtyy metallipohjaan sidosmateriaalien kautta ja sitten jäähdytyselementtiin. Lämpöä johdetaan ilmaan luonnollisen konvektion tai pakotetun konvektion kautta. Johto ja konvektio ovat kaksi tärkeintä lämmönsiirtomenetelmää. Sirun poistaman lämmön siirtämiseksi ilmakehän ympäristöön sallituissa lämpötilaolosuhteissa voidaan käyttää seuraavia menetelmiä johtavuuden ja konvektion lämpöjäähdytyksen vahvistamiseksi.

Nestejäähdytys:

Nestejäähdytystä kutsutaan myös vesijäähdytykseksi. Sen jäähdytysteho on korkea, sen lämmönjohtavuus on yli 20 kertaa perinteiseen ilmajäähdytykseen verrattuna, eikä ilmajäähdytyksessä ole suurta melua, mikä voi paremmin ratkaista jäähdytyksen ja melun vähentämisen ongelmat. Nestejäähdytyslaite voidaan jakaa karkeasti neljään osaan: mikrovesipumppu, kiertoputki, lämmönvaimennuslaatikko ja jäähdytyselementti. Vesijäähdytyksen lämmönpoistoperiaate on hyvin yksinkertainen. Vesijäähdytyksen lämmönpoisto on suljettu nestekiertolaite, Pumpun tuottaman tehon avulla edistetään nesteen kiertoa suljetussa järjestelmässä ja lämmön absorptiolaatikon absorboiman lastun tuottama lämpö tuodaan lämmönpoistolaitteeseen. suurempi alue lämmön hajaantumiseen nestekierron kautta. Jäähtynyt neste palaa takaisin lämmön absorptiolaitteistoon jatkuvaa kiertävää jäähdytystä varten.

Lämpöputkitekniikka:

Lämpöputki on lämmönvaihtoelementti, jolla on korkea lämmönsiirtotehokkuus. Lämmönsiirto kylmien ja kuumien nesteiden välillä kytkeytyy lämpöputken faasimuutosprosessiin, jossa työväliaine haihtuu ja kondensoituu. Sen vastaava lämmönjohtavuus voi olla 103–104 kertaa metalliin verrattuna. Perinteisiin lämmönpoistolaitteisiin verrattuna lämpöputken ei tarvitse kuluttaa virtaa, sillä on pieni tilakoko ja korkea jäähdytyskapasiteetti, lämmönsiirto pinta-alayksikköä kohti on korkea. Tehokkaana lämpöä johtavana elementtinä lämpöputki soveltuu lämmönpoistoon suuressa lämpövuossa ja sitä voidaan käyttää elektronisissa komponenteissa korkean lämmönsiirtonopeuden saavuttamiseksi. Tällä hetkellä tunnetun lämpöputkipatterin suurin lämmönpoistoteho suuritehoisten elektronisten komponenttien lämmönpoistoon on saavuttanut 200 W · cm-2.

Erilaisilla lämpöjäähdytysratkaisuilla on erilaisia ​​etuja ja haittoja. Käytännössä monipuoliset lämmönpoistomenetelmät on valittava voimalaitteiden tarpeiden mukaan. Vain tällä tavalla elektroniset laitteet voivat antaa täyden pelin maksimaaliselle suorituskyvylle ja vakaalle käyttöikään.