Tehoelektroniikkalaitteiden ilma- ja nestejäähdytystekniikoiden vertailu

Tehoelektroniikkatekniikan jatkuvan kehityksen myötä muuntajalaitteiden tilavuus on yleensä pieni ja järjestelmä monimutkainen. Korkeasta lämpötiheydestä on tullut vastustamaton kehitystrendi. Korkean lämpötiheyden vaatimuksen täyttämiseksi perinteiset lämpöratkaisut, kuten tuulettimet ja patterit, innovoivat jatkuvasti, ja uusia ja tehokkaita lämmönpoistomenetelmiä syntyy loputtomasti. Monien jäähdytysmenetelmien edessä suunnittelijoille on tullut suuri huolenaihe erottaa eri lämmönpoistomenetelmien lämmönpoistokyky, jotta voidaan valita taloudellinen ja luotettava lämmönpoistomenetelmä.

Lämmönsiirtokyky:

Ilman osalta luonnollisen ilmajäähdytyksen lämmönsiirtokerroin on erittäin alhainen, enintään 10W / (m2k). Jos jäähdytyselementin pinnan ja ilman välinen lämpötilaero on 50 astetta, ilman ottama lämpö lämmönpoistoalueen neliösenttimetriä kohti on jopa 0,05W. Lämmönsiirtomuoto, jolla on voimakkain lämmönsiirtokyky, on lämmönsiirtoprosessi, jossa on faasimuutos, ja veden lämmönsiirtokertoimen järjestys on 103 ~ 104. Syy siihen, miksi lämpöputken lämmönsiirtokyky on suuri, on lämmönsiirto. haihdutusosan ja kondensaatioosan prosessi on faasimuutoslämmönsiirto.

Ilmajäähdytys:

Ilmajäähdytysmenetelmällä on alhaiset kustannukset ja korkea luotettavuus. Pienen lämmönpoistokapasiteetin vuoksi se soveltuu kuitenkin vain pieneen tehoon ja suureen lämmönpoistotilaan. Tällä hetkellä ilmajäähdytteisen jäähdytyslevyn tutkimuspisteenä on integroida lämpöputki ja evä, käyttää lämpöputken suurta lämmönsiirtokykyä lämmön siirtämiseksi tasaisesti evän pintaan, parantaa evän pinnan lämpötilan tasaisuutta ja parantaa sen jälkeen lämmöntuoton tehokkuus. Ilmakonvektiojäähdytys on tällä hetkellä yleinen tehoelektroniikkakomponenttien jäähdytysmenetelmä. Sen yleinen rakenne on jäähdyttimen ja tuulettimen muoto. Vaikka rakenteessa on kätevä toteutus ja alhaiset kustannukset, sen lämmönpoistokyky on rajallinen.

Nestejäähdytys:

Vaikka ilmajäähdytystekniikka kehittyy jatkuvasti, itse ilmajäähdytystä rajoittaa lämmönpoistokyky. Lämpövuon jatkuvan parantamisen myötä suuremman lämmönpoistokapasiteetin omaavien nestejäähdytyslaitteiden käyttö on suosittua. Tutkimuksen mukaan kaasun pakotetun konvektion lämmönsiirtokertoimen likimääräinen alue on 20 ~ 100 W / (M2 aste ) ja veden pakotetun konvektion lämmönsiirtokerroin on jopa 15 000 w / (M2 astetta), mikä on enemmän kuin 100 kertaa ilman pakotettu konvektio.

Jäähdytyselementin lämmönpoistokapasiteetin arviointia rajoittavat monet tekijät, koska sitä rajoittavat myös ympäristöolosuhteet, komponenttien koko, jäähdytyselementin pöydän lämpötila ja muut tekijät.