Comparação de tecnologias de refrigeração a ar e líquido para dispositivos eletrônicos de potência

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de eletrônica de potência, o volume de equipamentos conversores tende a ser compacto e o sistema tende a ser complexo. Alta densidade de calor tornou-se uma tendência de desenvolvimento irresistível. Para atender à demanda de alta densidade de calor, soluções térmicas tradicionais, como ventiladores e radiadores, continuam inovando, e novos e eficientes métodos de dissipação de calor surgem interminavelmente. Diante de muitos métodos de resfriamento, tornou-se uma grande preocupação para os projetistas distinguir a capacidade de dissipação de calor de vários métodos de dissipação de calor, de modo a escolher um método de dissipação de calor econômico e confiável.

Capacidade de transferência de calor:

Para o ar, o coeficiente de transferência de calor do resfriamento do ar natural é muito baixo, com um máximo de 10W / (m2k). Se a diferença de temperatura entre a superfície do dissipador de calor e o ar for de 50 graus, o calor retirado pelo ar por centímetro quadrado de área de dissipação de calor é de até 0,05W. O modo de transferência de calor com a capacidade de transferência de calor mais forte é o processo de transferência de calor com mudança de fase, e a ordem do coeficiente de transferência de calor da água é 103 ~ 104. A razão pela qual a capacidade de transferência de calor do tubo de calor é grande é que a transferência de calor processo de seção de evaporação e seção de condensação é transferência de calor de mudança de fase.

Refrigeração a ar:

O método de resfriamento a ar tem baixo custo e alta confiabilidade. No entanto, devido à sua pequena capacidade de dissipação de calor, só é aplicável no caso de pequena potência e grande espaço de dissipação de calor. Atualmente, o hotspot de pesquisa do dissipador de calor refrigerado a ar é integrar o tubo de calor e a aleta, usar a alta capacidade de transferência de calor do tubo de calor para transferir calor uniformemente para a superfície da aleta, melhorar a uniformidade da temperatura da superfície da aleta e, em seguida, melhorar sua eficiência de dissipação de calor. O resfriamento por convecção forçada a ar é um método de resfriamento comum para componentes eletrônicos de potência atualmente. Sua estrutura comum é a forma de radiador e ventilador. Embora a estrutura tenha implementação conveniente e baixo custo, sua capacidade de dissipação de calor é limitada.

Resfriamento Líquido:

Embora a tecnologia de resfriamento a ar continue a melhorar, o próprio resfriamento a ar é limitado pela capacidade de dissipação de calor. Com a melhoria contínua do fluxo de calor, a aplicação de dispositivos de refrigeração líquida com maior capacidade de dissipação de calor será popular. De acordo com a pesquisa, a faixa aproximada do coeficiente de transferência de calor por convecção forçada do gás é de 20 ~ 100W / (grau M2), e o coeficiente de transferência de calor da convecção forçada da água é de até 15000w / (grau M2), que é mais do que 100 vezes maior que a convecção forçada do ar.

A avaliação da capacidade de dissipação de calor do dissipador de calor é restrita por muitos fatores, pois também é restrita por condições ambientais, tamanho do componente, temperatura da mesa do dissipador de calor e outros fatores.