Existen diversas especificaciones y procesos de producción para las placas de refrigeración líquida, pero el microcanal más importante es la clave para determinar el rendimiento de disipación de calor. Por lo tanto, estudiar y comparar diferentes tipos de microcanales es un paso clave para determinar el proceso de las placas de refrigeración líquida. Sin embargo, existen otros factores que afectan nuestra aplicación práctica, como el entorno de uso, el precio, etc. Por lo tanto, debemos considerar exhaustivamente qué tipo de placa de refrigeración líquida es adecuada para nuestro proyecto. Pero en base a la investigación teórica, podemos sacar una conclusión. La base de nuestra investigación es:
Módulo IGBT : Potencia total de 2898 W.
La potencia total se divide en tres partes
60.9% de potencia a fuentes IGBT
29.1% de potencia para fuentes de DIODO
10 % de potencia a la capa de sustrato de cobre entre el chip y el sustrato de Al₂O₃ para incluir las pérdidas de conexión.
Hay un total de 18 fuentes IGBT y 18 fuentes DIODO.
El tamaño de la fuente IGBT es 12.56 x 12.56 × 0.14 mm
El tamaño de la fuente del DIODO es 9x9x0.14 mm
El disipador de calor Cu tiene un tamaño de 162x122x3 mm.
Las especificaciones de los materiales son las que se indican en la hoja de datos.
Para todas las placas de enfriamiento líquido:
Longitud total = 250 mm, Ancho total = 150 mm
Caudal total = 5.7 lpm
La temperatura ambiente es de 35ºC.
Material de interfaz térmica: K=4.5 W/mK
Los recorridos se realizaron utilizando agua pura.
• Placa base perforada con pistola y tapones en los orificios de servicio.
• Mecanizado complicado, diseño poco flexible, rendimientos medios.
• Placa base fresada con tapa sellada con juntas tóricas + tornillos
• Sellado que consume mucho tiempo y es poco confiable, diseño flexible, rendimiento medio.
• Canales extruidos con cabezales mecanizados
• Problemas de confiabilidad, bajo rendimiento, diseño poco flexible.
• Refrigeración directa debajo de los módulos.
• superficie de enfriamiento limitada, sustitución complicada del módulo, sellado poco confiable
• Capas alternas de placas perforadas.
• alta caída de presión, eficiente solo con flujo de agua limitado
Diseño 1: Tubo de cobre HiContact incrustado en una placa de aluminio.
Nota: Diámetro exterior del tubo de cobre = 9.525 mm, espesor de pared = 1.27 mm, paso del tubo de cobre = 18.034 mm
Distribución de temperatura en fuentes IGBT y diodos
Diseño 2: Canales planos fresados con tapa soldada.
Ejemplo de LCP fresado para aplicación electromédica
CANALES DE LÍQUIDO W=15, H=6,8+8 CANALES DE LÍQUIDO W=4, H=1.5
VECTORES DE VELOCIDAD A TRAVÉS DEL MEDIO DE LOS CANALES DE LÍQUIDO
Distribución de temperatura en fuentes IGBT y diodos
Distribución de temperatura de la base de la placa fría,
Diseño 3 : Aletas gruesas desplazadas, ampolla y base delgada.
VERSIÓN –E2- MODELO ICEPAK
VECTORES DE VELOCIDAD A TRAVÉS DEL CENTRO DE LA ALETA DOBLADA DESPLAZADA, ∆P = 26.464 Kpa, Re = 821
Distribución de temperatura de la base de la placa fría, (R th ) placa fría = 0.0092 ° C/W
Diseño 4 - Placa fría líquida Snake Blister
VECTORES DE VELOCIDAD A TRAVÉS DEL CENTRO DE SNAKE BLISTER.∆P = 46.603 Kpa, número de Reynolds a través del centro del canal Re = 6175
Distribución de temperatura de la base de la placa fría
Placas de enfriamiento líquido Design5-Meso Channels
VECTORES DE VELOCIDAD A TRAVÉS DEL CENTRO DEL CANAL BLISTER. ∆P = 6.622 Kpa
Número de Reynolds a través del centro del canal de la ampolla Re D = 781
Distribución de temperatura de la base de la placa fría
Resumen comparativo de placas de enfriamiento líquido
Mediante el modelado y el análisis térmico basados en 5 modelos, descubrimos que la velocidad de flujo y la distribución de temperatura en cada canal son diferentes. Por lo tanto, el esquema de disipación de calor óptimo corresponde a los datos teóricos. Con base en estos datos, los comparamos y analizamos para finalmente encontrar una solución rentable, lo que significa que no todas las placas de refrigeración líquida de alto rendimiento son adecuadas.
