액체 냉각판에는 다양한 사양과 생산 공정이 있지만 가장 중요한 마이크로 채널은 방열 성능을 결정하는 핵심입니다. 따라서 다양한 유형의 마이크로채널을 연구하고 비교하는 것은 액체 냉각판의 공정을 결정하는 핵심 단계입니다. 그러나 사용 환경, 가격 등 실제 적용에 영향을 미치는 다른 요소가 있습니다. 따라서 어떤 유형의 액체 냉각판이 우리 프로젝트에 적합한지 종합적으로 고려해야 합니다. 그러나 이론적 연구를 바탕으로 결론을 내릴 수 있습니다. . 우리 연구의 기초는 다음과 같습니다.
IGBT 모듈 : 총 전력은 2898W입니다.
총 전력은 세 부분으로 나뉜다
IGBT 소스에 60.9% 전력 공급
다이오드 소스에 29.1% 전력 공급
다이와 Al₂O₃ 기판 사이의 구리 기판층에 10%의 전력을 공급하여 연결 손실 을 포함시킵니다.
총 18개의 IGBT 소스와 18개의 DIODE 소스가 있습니다.
IGBT 소스 크기는 12.56x 12.56x0.14mm입니다.
다이오드 소스 크기는 9x9x0.14mm입니다.
Cu 열 분산기의 크기는 162x122x3mm입니다.
l재료의 사양은 데이터 시트에 나와 있습니다.
모든 액체 냉각판의 경우:
전체 길이= 250mm, 전체 폭= 150mm
총 유량= 5.7lpm
주변 온도는 35oC입니다.
열 인터페이스 재료: K=4.5 W/mK
순수한 물을 사용하여 실행을 수행했습니다.
• 서비스 구멍에 플러그가 있는 건드릴 베이스 플레이트
• 복잡한 가공, 유연성이 없는 설계, 중간 성능
• O-링 + 나사로 밀봉된 커버가 있는 밀링 베이스 플레이트
• 시간이 많이 걸리고 신뢰할 수 없는 밀봉, 유연한 설계, 중간 성능
• 가공된 헤드 블록이 있는 압출 채널
• 신뢰성 문제, 낮은 성능, 유연성이 떨어지는 디자인
• 모듈 아래 직접 냉각
• 제한된 냉각 표면, 복잡한 모듈 교체, 신뢰할 수 없는 밀봉
• 다공판의 교대 레이어
• 높은 압력 강하, 제한된 물 흐름에서만 효율적
디자인 1 - 알루미늄 판에 내장된 HiContact 구리 튜브
참고: Cu 튜브 OD= 9.525mm, 벽 두께 = 1.27mm Cu 튜브 피치 = 18.034mm
IGBT 및 다이오드 소스의 온도 분포
Design2 - 밀링 가공된 평면 채널 및 브레이징 커버
의료 전기 응용 분야에 사용되는 밀링 처리된 LCP의 예
액체 채널 W=15, H=6,8+8 액체 채널 W=4, H=1.5
액체 채널 중앙의 속도 벡터
IGBT 및 다이오드 소스의 온도 분포
냉각판 베이스 온도 분포,
Design3 - 두꺼운 오프셋 핀, 블리스터 및 얇은 베이스
버전 –E2- ICEPAK 모델
오프셋 접힌 핀의 중심을 통과하는 속도 벡터, ΔP = 26.464 Kpa, Re = 821
냉각판 바닥 온도 분포, (R th ) 냉각판 = 0.0092 ° C/W
Design4- 뱀 물집 액체 냉각판
뱀 물집 중심을 통과하는 속도 벡터.ΔP = 46.603 Kpa, 채널 중심을 통과하는 레이놀즈 수 Re = 6175
냉각판 베이스 온도 분포
Design5-Meso 채널 액체 냉각판
블리스터 채널 중앙의 속도 벡터. ΔP = 6.622Kpa
블리스터 채널 중심부를 통과하는 레이놀즈 수 Re D = 781
냉각판 베이스 온도 분포
액체 냉각판 비교 요약
5개 모델을 기반으로 한 모델링과 열해석을 통해 각 채널의 유속과 온도 분포가 서로 다른 것을 확인했습니다. 따라서 최적의 방열 방식은 이론적 데이터와 일치합니다. 이러한 데이터를 바탕으로 비교 분석하여 궁극적으로 비용 효율적인 솔루션을 찾았습니다. 즉, 모든 고성능 액체 냉각판이 적합한 것은 아닙니다.
