مقایسه فن آوری های خنک کننده هوا و مایع برای دستگاه های الکترونیکی قدرت

با توسعه مداوم فناوری الکترونیک قدرت، حجم تجهیزات مبدل به سمت فشرده و سیستم تمایل به پیچیده شدن دارد. چگالی حرارت بالا به یک روند توسعه غیرقابل مقاومت تبدیل شده است. به منظور پاسخگویی به تقاضای چگالی حرارت بالا، راه حل های حرارتی سنتی مانند فن ها و رادیاتورها به نوآوری خود ادامه می دهند و روش های جدید و کارآمد اتلاف گرما به طور بی پایان ظهور می کنند. در مقابل بسیاری از روش‌های خنک‌سازی، تشخیص ظرفیت اتلاف گرما در روش‌های مختلف اتلاف گرما، به منظور انتخاب یک روش اتلاف گرما مقرون‌به‌صرفه و قابل اعتماد، به دغدغه‌ای بزرگ برای طراحان تبدیل شده است.

ظرفیت انتقال حرارت:

برای هوا، ضریب انتقال حرارت خنک‌کننده هوای طبیعی بسیار کم است، با حداکثر 10 W / (m2k). اگر اختلاف دما بین سطح هیت سینک و هوا 50 درجه باشد، گرمای گرفته شده توسط هوا به ازای هر سانتی متر مربع از منطقه اتلاف حرارت تا 0.05 وات است. حالت انتقال حرارت با قوی ترین قابلیت انتقال حرارت، فرآیند انتقال حرارت با تغییر فاز است و ترتیب ضریب انتقال حرارت آب 103 ~ 104 است. دلیل اینکه ظرفیت انتقال حرارت لوله حرارتی عالی است این است که انتقال حرارت فرآیند بخش تبخیر و بخش تراکم انتقال حرارت تغییر فاز است.

خنک کننده هوا:

روش تهویه مطبوع هزینه کم و قابلیت اطمینان بالایی دارد. با این حال، به دلیل ظرفیت اتلاف حرارت کم، فقط در مورد فضای اتلاف حرارت کم و بزرگ قابل استفاده است. در حال حاضر نقطه تحقیقاتی هیت سینک هوا خنک ادغام لوله حرارتی و پره، استفاده از ظرفیت انتقال حرارت بالای لوله حرارتی برای انتقال یکنواخت گرما به سطح پره، بهبود یکنواختی دمای سطح پره و سپس بهبود آن است. راندمان اتلاف گرما در حال حاضر، خنک‌سازی جابجایی اجباری هوا یک روش خنک‌کننده متداول برای قطعات الکترونیکی قدرت است. ساختار رایج آن به صورت رادیاتور و فن است. اگرچه سازه دارای اجرای مناسب و هزینه کم است، ظرفیت اتلاف حرارت آن محدود است.

خنک کننده مایع:

اگرچه فن آوری خنک کننده هوا همچنان در حال بهبود است، خنک کننده هوا به خودی خود با ظرفیت اتلاف گرما محدود می شود. با بهبود مستمر شار گرما، استفاده از دستگاه های خنک کننده مایع با ظرفیت اتلاف حرارت بیشتر رایج خواهد شد. بر اساس تحقیقات، محدوده تقریبی ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری گاز 20 تا 100 وات / (M2 درجه) و ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری آب تا 15000w / (M2 درجه) است که بیش از 100 برابر جابجایی اجباری هوا.

ارزیابی ظرفیت اتلاف گرما برای هیت سینک توسط عوامل زیادی محدود می شود، زیرا توسط شرایط محیطی، اندازه اجزا، دمای میز هیت سینک و سایر عوامل نیز محدود می شود.