Порівняння технологій повітряного та рідинного охолодження пристроїв силової електроніки

З безперервним розвитком технологій силової електроніки обсяг перетворювального обладнання, як правило, є компактним, а система — складною. Висока теплова щільність стала непереборною тенденцією розвитку. Щоб задовольнити потреби високої щільності тепла, традиційні теплові рішення, такі як вентилятори та радіатори, продовжують впроваджувати інновації, а нові й ефективні методи тепловідведення з’являються безкінечно. Перед багатьма методами охолодження для дизайнерів стало великою проблемою розрізняти здатність тепловідведення різних методів розсіювання тепла, щоб вибрати економічний і надійний метод тепловідведення.

Тепловіддача:

Для повітря коефіцієнт тепловіддачі природного повітряного охолодження дуже низький, максимум 10Вт / (м2к). Якщо різниця температур між поверхнею радіатора та повітрям становить 50 градусів, теплота, що відводиться повітрям на квадратний сантиметр площі тепловідведення, становить до 0,05 Вт. Режим теплопередачі з найбільшою здатністю тепловіддачі - це процес теплопередачі зі зміною фаз, а порядок тепловіддачі води становить 103 ~ 104. Причина, чому тепловіддача теплової трубки велика, полягає в тому, що тепловіддача Процес секції випаровування та секції конденсації є фазовою зміною теплопередачі.

Повітряне охолодження:

Метод повітряного охолодження відрізняється низькою вартістю і високою надійністю. Однак через його малу тепловіддачу він застосовний лише у випадку малої потужності та великого простору для розсіювання тепла. В даний час дослідницька точка радіатора з повітряним охолодженням полягає в тому, щоб об’єднати теплову трубку та ребра, використовувати високу тепловіддачу теплової трубки для рівномірного передачі тепла до поверхні ребра, покращити рівномірність температури поверхні ребра, а потім покращити її ефективність тепловідведення. На даний момент охолодження з примусовою конвекцією є поширеним методом охолодження компонентів силової електроніки. Його загальна конструкція - це форма радіатора і вентилятора. Хоча конструкція має зручне виконання і низьку вартість, її тепловіддача обмежена.

Рідке охолодження:

Незважаючи на те, що технологія повітряного охолодження продовжує вдосконалюватися, саме повітряне охолодження обмежене потужністю розсіювання тепла. При постійному вдосконаленні теплового потоку популярним буде застосування рідинних охолоджуючих пристроїв з більшою тепловіддачею. Згідно з дослідженнями, приблизний діапазон коефіцієнта примусової конвекції тепловіддачі газу становить 20 ~ 100 Вт / (градус М2), а коефіцієнт тепловіддачі примусової конвекції води — до 15000 Вт / (градус М2), що більше У 100 разів більше, ніж примусова конвекція повітря.

Оцінка ємності тепловідведення для радіатора обмежена багатьма факторами, оскільки вона також обмежена умовами навколишнього середовища, розміром компонента, температурою столу радіатора та іншими факторами.