Comparaison des technologies de refroidissement par air et par liquide pour les appareils électroniques de puissance

Avec le développement continu de la technologie électronique de puissance, le volume des équipements convertisseurs tend à être compact et le système tend à être complexe. La densité de chaleur élevée est devenue une tendance de développement irrésistible. Afin de répondre à la demande de densité de chaleur élevée, les solutions thermiques traditionnelles telles que les ventilateurs et les radiateurs continuent d'innover, et de nouvelles méthodes de dissipation thermique efficaces émergent à l'infini. Face à de nombreuses méthodes de refroidissement, il est devenu une grande préoccupation pour les concepteurs de distinguer la capacité de dissipation thermique des différentes méthodes de dissipation thermique, afin de choisir une méthode de dissipation thermique économique et fiable.

Capacité de transfert de chaleur :

Pour l'air, le coefficient de transfert de chaleur du refroidissement naturel de l'air est très faible, avec un maximum de 10W / (m2k). Si la différence de température entre la surface du dissipateur thermique et l'air est de 50 degrés, la chaleur évacuée par l'air par centimètre carré de surface de dissipation thermique peut atteindre 0,05 W. Le mode de transfert de chaleur avec la capacité de transfert de chaleur la plus forte est le processus de transfert de chaleur avec changement de phase, et l'ordre du coefficient de transfert de chaleur de l'eau est de 103 ~ 104. La raison pour laquelle la capacité de transfert de chaleur du caloduc est grande est que le transfert de chaleur le processus de la section d'évaporation et de la section de condensation est le transfert de chaleur par changement de phase.

Refroidissement par air :

La méthode de refroidissement par air a un faible coût et une grande fiabilité. Cependant, en raison de sa faible capacité de dissipation thermique, il ne s'applique qu'au cas d'une petite puissance et d'un grand espace de dissipation thermique. À l'heure actuelle, le point chaud de recherche du dissipateur thermique refroidi par air consiste à intégrer le caloduc et l'ailette, à utiliser la capacité de transfert de chaleur élevée du caloduc pour transférer la chaleur uniformément à la surface de l'ailette, à améliorer l'uniformité de la température de surface de l'ailette, puis à améliorer son efficacité de dissipation thermique. Le refroidissement par convection forcée à air est actuellement une méthode de refroidissement courante pour les composants électroniques de puissance. Sa structure commune est la forme d'un radiateur et d'un ventilateur. Bien que la structure ait une mise en œuvre pratique et un faible coût, sa capacité de dissipation thermique est limitée.

Refroidissement liquide :

Bien que la technologie de refroidissement par air continue de s'améliorer, le refroidissement par air lui-même est limité par la capacité de dissipation de la chaleur. Avec l'amélioration continue du flux de chaleur, l'application de dispositifs de refroidissement liquide avec une plus grande capacité de dissipation thermique sera populaire. Selon la recherche, la plage approximative du coefficient de transfert de chaleur par convection forcée du gaz est de 20 ~ 100W / (degré M2), et le coefficient de transfert de chaleur de la convection forcée de l'eau est jusqu'à 15000w / (degré M2), ce qui est supérieur à 100 fois celle de la convection forcée de l'air.

L'évaluation de la capacité de dissipation thermique du dissipateur thermique est limitée par de nombreux facteurs, car elle est également limitée par les conditions environnementales, la taille des composants, la température de la table du dissipateur thermique et d'autres facteurs.