Confronto tra tecnologie di raffreddamento ad aria e liquido per dispositivi elettronici di potenza
Con il continuo sviluppo della tecnologia elettronica di potenza, il volume delle apparecchiature di conversione tende ad essere compatto e il sistema tende ad essere complesso. L'elevata densità di calore è diventata una tendenza di sviluppo irresistibile. Al fine di soddisfare la richiesta di un'elevata densità di calore, le soluzioni termiche tradizionali come ventole e radiatori continuano a innovare e nuovi ed efficienti metodi di dissipazione del calore emergono all'infinito. Di fronte a molti metodi di raffreddamento, è diventata una grande preoccupazione per i progettisti distinguere la capacità di dissipazione del calore di vari metodi di dissipazione del calore, in modo da scegliere un metodo di dissipazione del calore economico e affidabile.
Capacità di scambio termico:
Per l'aria, il coefficiente di trasferimento del calore del raffreddamento ad aria naturale è molto basso, con un massimo di 10W / (m2k). Se la differenza di temperatura tra la superficie del dissipatore di calore e l'aria è di 50 gradi, il calore portato via dall'aria per centimetro quadrato di area di dissipazione del calore è fino a 0,05 W. La modalità di trasferimento del calore con la maggiore capacità di trasferimento del calore è il processo di trasferimento del calore con cambiamento di fase e l'ordine del coefficiente di trasferimento del calore dell'acqua è 103 ~ 104. Il motivo per cui la capacità di trasferimento del calore del condotto termico è elevata è che il trasferimento del calore il processo della sezione di evaporazione e della sezione di condensazione è un trasferimento di calore a cambiamento di fase.
Aria condizionata:
Il metodo di raffreddamento ad aria ha un basso costo e un'elevata affidabilità. Tuttavia, a causa della sua ridotta capacità di dissipazione del calore, è applicabile solo nel caso di piccola potenza e grande spazio di dissipazione del calore. Allo stato attuale, l'hotspot di ricerca del dissipatore di calore raffreddato ad aria consiste nell'integrare il tubo di calore e l'aletta, utilizzare l'elevata capacità di trasferimento del calore del tubo di calore per trasferire il calore in modo uniforme alla superficie dell'aletta, migliorare l'uniformità della temperatura della superficie dell'aletta e quindi migliorarne efficienza di dissipazione del calore. Il raffreddamento a convezione forzata ad aria è attualmente un metodo di raffreddamento comune per i componenti elettronici di potenza. La sua struttura comune è la forma di radiatore e ventola. Sebbene la struttura abbia un'implementazione conveniente e un basso costo, la sua capacità di dissipazione del calore è limitata.
Raffreddamento a liquido:
Sebbene la tecnologia di raffreddamento ad aria continui a migliorare, il raffreddamento ad aria stesso è limitato dalla capacità di dissipazione del calore. Con il continuo miglioramento del flusso di calore, sarà popolare l'applicazione di dispositivi di raffreddamento a liquido con una maggiore capacità di dissipazione del calore. Secondo la ricerca, l'intervallo approssimativo del coefficiente di trasmissione del calore del gas a convezione forzata è 20 ~ 100 W / (grado M2) e il coefficiente di trasmissione del calore della convezione forzata dell'acqua è fino a 15000 W / (grado M2), che è più di 100 volte quella della convezione forzata dell'aria.
La valutazione della capacità di dissipazione del calore per il dissipatore di calore è limitata da molti fattori, poiché è anche limitata dalle condizioni ambientali, dalle dimensioni dei componenti, dalla temperatura del tavolo del dissipatore di calore e da altri fattori.
