Varmespredning av elektronisk kraftutstyr

     Moderne kraftelektronikkutstyr utvikler seg raskt mot høy integrasjon, montering med høy tetthet og høy driftshastighet. Som kjernen i kraftelektronikkutstyr fungerer brikken raskere og raskere, bruker mer og mer strøm og avgir mer og mer varme. Hvis varmespredningskapasiteten til enheten ikke er sterk, vil avledning av kraft føre til temperaturøkning av sponaktivt område og koblingstemperatur i enheten.

Feilfrekvensen for komponenter har et eksponentielt forhold til koblingstemperaturen, og ytelsen reduseres med økningen av koblingstemperaturen. Feilfrekvensen øker med to ganger for hver 10 °C økning i arbeidstemperaturen til komponentene.

Derfor, for å forbedre arbeidsytelsen og påliteligheten til kraftelektronikkutstyr, er det mer nødvendig og presserende å utføre rimelig termisk design for elektronisk utstyr og ta rimelige eksterne varmespredningstiltak. For tiden inkluderer de vanlige varmespredningsteknologiene til kraftelektronikkutstyr luftkjøling, væskekjøling, varmerørteknologi, etc.

Luft kjøling:

Å bruke luftkjølt kjøleribbe for å avkjøle elektroniske sjetonger er den enkleste, mest direkte og rimeligste varmespredningsmetoden. Generelt sett brukes luftkjøling eller tvungen luftkjølingsteknologi mest i enheter eller elektronisk utstyr med lavt eller middels strømforbruk. For tiden brukes avanserte vifter og optimaliserte varmeavleder i storområdet, Kjølekapasiteten til luftkjølingsteknologi kan nå 50W · cm-2. Prinsippet om luftkjølt kjøleribbe er veldig enkelt: varmen som spres av brikken overføres til metallbasen gjennom bindingsmaterialer, og deretter til kjøleribben, blir Heat spredt i luften gjennom naturlig konveksjon eller tvungen konveksjon. Ledning og konveksjon er to hovedmetoder for varmeoverføring. For å overføre varmen som er spredt av brikken til det atmosfæriske miljøet under de tillatte temperaturforholdene, kan følgende metoder vedtas for å styrke ledning og konveksjonsvarmespredning.

Væske kjøling:

Væskekjøling kalles også vannkjøling. Varmespredningseffektiviteten er høy, varmeledningsevnen er mer enn 20 ganger den for tradisjonell luftkjøling, og det er ingen høy støy av luftkjøling, noe som bedre kan løse problemene med kjøling og støyreduksjon. Væskekjølevarmespredningsenheten kan grovt deles inn i fire deler: mikrovannpumpe, sirkulerende rør, varmeabsorpsjonsboks og kjøleribbe. Prinsippet om vannkjølende varmespredning er veldig enkelt. Vannkjølingsvarmespredning er en lukket væskesirkulasjonsenhet, Gjennom kraften som genereres av pumpen, fremmes væskesirkulasjonen i det lukkede systemet, og varmen som genereres av brikken absorbert av varmeabsorpsjonsboksen, bringes til varmeavledningsanordningen med større areal for varmespredning gjennom væskesirkulasjonen. Den avkjølte væsken går tilbake til varmeabsorpsjonsutstyret igjen for kontinuerlig sirkulerende varmespredning.

Heatpipe-teknologi:

Varmerør er et varmevekslerelement med høy varmeoverføringseffektivitet. Varmeoverføringen mellom kalde og varme væsker kombineres av faseendringsprosessen for fordampning og kondensering av arbeidsmedium i varmerøret. Den tilsvarende termiske ledningsevnen kan nå 103 ~ 104 ganger metallets. Sammenlignet med tradisjonelt varmespredningsutstyr, trenger ikke varmerøret å konsumere strøm, har liten plassstørrelse og høy kjølekapasitet, Varmeoverføringen per enhetsområde er høy. Som et effektivt varmeledende element er varmerøret egnet for varmespredning under høy varmefluks og kan brukes til elektroniske komponenter for å oppnå høy varmeeksport. For tiden har den maksimale varmespredningskraften til den kjente varmerørradiatoren for varmespredning av høyeffekts elektroniske komponenter nådd 200W · cm-2.

Ulike varmespredningsløsninger har forskjellige fordeler og ulemper. I praktisk anvendelse må diversifiserte varmespredningsmetoder velges i henhold til behovene til kraftutstyr . Bare på denne måten kan det elektroniske utstyret gi full spilling til maksimal ytelse og stabil levetid.