일반적으로 사용되는 전자 전력 장비 열 솔루션

   현대 전력 전자 장비는 고집적, 고밀도 조립 및 빠른 작동 속도를 향해 빠르게 발전하고 있습니다. 전력 전자 장비의 핵심인 칩은 점점 더 빠르게 작동하고 더 많은 전력을 소비하며 더 많은 열을 방출합니다. 소자의 방열 용량이 강하지 않으면 전력 소실로 인해 칩 활성 영역의 온도 상승과 소자의 접합 온도가 상승합니다.

구성 요소의 고장률은 접합 온도와 지수 관계가 있으며 접합 온도가 증가하면 성능이 감소합니다. 구성 요소의 작동 온도가 10도 증가할 때마다 고장률이 2배씩 증가합니다.

따라서 전력 전자 장비의 작동 성능과 신뢰성을 향상시키기 위해서는 전자 장비에 대한 합리적인 열 설계를 수행하고 합리적인 외부 방열 조치를 취하는 것이 더 필요하고 시급합니다. 현재 전력 전자 장비의 일반적인 방열 기술에는 공기 냉각, 액체 냉각, 히트 파이프 기술 등이 포함됩니다.

공기 냉각:

공냉식 방열판을 사용하여 전자 칩을 냉각하는 것은 가장 단순하고 직접적이며 비용이 가장 저렴한 방열 방법입니다. 일반적으로 공기 냉각 또는 강제 공기 냉각 기술은 주로 저전력 또는 중간 전력 소비 장치 또는 전자 장비에 사용됩니다. 현재 고급 팬과 최적화된 대면적 방열판이 사용되며 공기 냉각 기술의 냉각 용량은 50W·cm-2에 달할 수 있습니다. 공냉식 방열판의 원리는 매우 간단합니다. 칩에서 발산된 열이 접합 재료를 통해 금속 베이스로 전달된 다음 방열판으로 전달되고 자연 대류 또는 강제 대류를 통해 열이 공기 중으로 발산됩니다. 전도와 대류는 두 가지 주요 열 전달 방법입니다. 허용 온도 조건에서 칩이 발산하는 열을 대기 환경으로 전달하기 위해 다음과 같은 방법을 채택하여 전도 및 대류 열 냉각을 강화할 수 있습니다.

액체 냉각:

액체 냉각은 수냉이라고도 합니다. 냉각 효율이 높고 열전도율이 기존 공랭식보다 20배 이상 높으며 공랭식 소음이 높지 않아 냉각 및 소음 감소 문제를 더 잘 해결할 수 있습니다. 액체 냉각 장치는 크게 마이크로 워터 펌프, 순환 파이프, 열 흡수 상자 및 방열판의 네 부분으로 나눌 수 있습니다. 수냉식 방열 원리는 매우 간단합니다. 수냉식 방열장치는 밀폐형 액체순환장치로서 펌프에서 발생하는 동력을 통해 밀폐계내의 액체순환을 촉진하고 흡열박스에서 흡수된 칩에서 발생하는 열을 액체 순환을 통한 열 발산을 위한 더 큰 영역. 냉각된 액체는 연속 순환 냉각을 위해 다시 열 흡수 장비로 돌아갑니다.

히트파이프 기술:

히트파이프는 열전달 효율이 높은 열교환 소자입니다. 차가운 유체와 뜨거운 유체 사이의 열 전달은 히트 파이프에서 작동 매체의 증발 및 응축의 상 변화 프로세스에 의해 결합됩니다. 등가 열전도율은 금속의 103~104배에 이릅니다. 전통적인 방열 장비와 비교하여 히트 파이프는 전력을 소비할 필요가 없으며 공간 크기가 작고 냉각 용량이 높으며 단위 면적당 열 전달이 높습니다. 히트파이프는 효율적인 열전도 소자로서 높은 열유속 하에서의 방열에 적합하며 전자 부품에 사용되어 높은 열 방출률을 얻을 수 있습니다. 현재 알려진 고전력 전자 부품의 방열을 위한 히트 파이프 라디에이터의 최대 방열 전력은 200W·cm-2에 도달했습니다.

다양한 열 냉각 솔루션에는 서로 다른 장점과 단점이 있습니다. 실제 적용에서 전력 장비의 필요에 따라 다양한 방열 방법을 선택해야 합니다. 그래야만 전자 장비가 최대 성능과 안정적인 서비스 수명을 최대한 발휘할 수 있습니다.