液冷プレートにはさまざまな仕様や製造プロセスがありますが、最も重要なマイクロチャネルが放熱性能を決める鍵となります。したがって、さまざまなタイプのマイクロチャネルを研究および比較することは、液体冷却プレートのプロセスを決定する上で重要なステップとなります。ただし、使用環境、価格など、実用化に影響を与える他の要因もあります。したがって、どのタイプの液冷プレートがプロジェクトに適しているかを総合的に検討する必要があります。ただし、理論的研究に基づいて結論を出すことができます。 。私たちの研究の基礎は次のとおりです。
IGBTモジュール：総電力は2898Wです。
総電力は 3 つの部分に分割されます
IGBT ソースへの 60.9% の電力
DIODE ソースへの 29.1% の電力
ダイとAl₂O₃基板間の銅基板層への電力供給の10%（接続損失を含む）
合計 18 個の IGBT ソースと 18 個の DIODE ソースがあります。
IGBTソースサイズは12.56×12.56×0.14mm
DIODE ソースのサイズは 9x9x0.14 mm
Cuヒートスプレッダのサイズは162x122x3 mmです
l材料の仕様はデータシートに記載されています。
すべての液体冷却プレートの場合:
全長＝250mm、全幅＝150mm
総流量 = 5.7 lpm
周囲温度は35℃です
サーマルインターフェース材質: K=4.5 W/mK
純水を使用して実行されました
• サービスホールにプラグが付いたガンドリルベースプレート
• 複雑な加工、柔軟性のない設計、中程度の性能
• フライス加工されたベースプレートと O リング + ネジでシールされたカバー
• 時間がかかり、シールの信頼性が低い、柔軟な設計、中程度のパフォーマンス
• 機械加工されたヘッドブロックを備えた押し出しチャンネル
• 信頼性の問題、低いパフォーマンス、柔軟性のない設計
• モジュール下の直接冷却
• 限られた冷却面、複雑なモジュール交換、信頼性の低いシール
• 多孔板の交互層
• 高い圧力降下、限られた水流でのみ効率的
デザイン1：アルミニウム板に埋め込まれた高接触銅管
注: Cu チューブ外径 = 9.525 mm、肉厚 = 1.27 mm、Cu チューブピッチ = 18.034 mm
IGBT およびダイオード ソースの温度分布
デザイン2 -ろう付けカバー付きフライス加工フラットチャンネル
医療用電気機器用途向け切削加工LCPの例
液体チャンネル W=15、H=6,8、8+4 液体チャンネル W=1.5、H=XNUMX
液体チャネルの中央を横切る速度ベクトル
IGBT およびダイオード ソースの温度分布
コールドプレートベース温度分布、
デザイン3 -厚みのあるオフセットフィンブリスターと薄いベース
バージョン –E2- ICEPAK モデル
オフセット折り曲げフィンの中心を通過する速度ベクトル、∆P = 26.464 Kpa、Re = 821
冷却板ベース温度分布、( Rth )冷却板= 0.0092 ℃ /W
デザイン4 -スネークブリスター液体冷却プレート
ヘビブリスターの中心を通過する速度ベクトル。ΔP = 46.603 Kpa、チャネルの中心を通過するレイノルズ数 Re = 6175
コールドプレートベースの温度分布
Design5-Meso Channels 液体冷却プレート
ブリスターチャネルの中央を横切る速度ベクトル。 ΔP = 6.622Kpa
ブリスターチャネル中心を通るレイノルズ数 Re D = 781
コールドプレートベースの温度分布
液体コールドプレートの比較概要
5つのモデルに基づくモデリングと熱解析により、各チャネルの流速と温度分布が異なることがわかりました。したがって、最適な放熱スキームは理論データと一致します。これらのデータに基づいて、最終的に費用対効果の高いソリューションを見つけるためにそれらを比較および分析しました。つまり、すべての高性能液冷プレートが適しているわけではありません。
