Sıvı soğutma plakalarının çeşitli spesifikasyonları ve üretim süreçleri vardır ancak en önemli mikrokanal, ısı dağıtma performansını belirlemenin anahtarıdır. Bu nedenle, farklı mikrokanal türlerinin incelenmesi ve karşılaştırılması, sıvı soğutma plakalarının prosesinin belirlenmesinde önemli bir adımdır. Ancak kullanım ortamı, fiyat vb. gibi pratik uygulamamızı etkileyen başka faktörler de vardır. Bu nedenle projemiz için hangi tip sıvı soğutma plakasının uygun olduğunu kapsamlı bir şekilde düşünmeliyiz. Ancak teorik araştırmalara dayanarak bir sonuca varabiliriz. . Araştırmamızın temeli:
IGBT Modülü : Toplam güç 2898 W'tır.
Toplam güç üç bölüme ayrılmıştır
IGBT Kaynaklarına %60.9 güç
DIODE kaynaklarına %29.1 güç
Çip ile Al₂O₃ alt tabaka arasındaki bakır alt tabaka katmanına, bağlantı kayıplarını da içerecek şekilde % 10 güç aktarılmıştır.
Toplam 18 IGBT kaynağı ve 18 DIODE kaynağı bulunmaktadır.
IGBT kaynak boyutu 12.56x 12.56×0.14 mm'dir
DİYOT kaynak boyutu 9x9x0.14 mm'dir
Cu Isı yayıcı 162x122x3 mm ebadındadır
lMalzemelerin özellikleri Veri sayfasında verildiği gibidir
Tüm sıvı soğuk plakalar için:
Toplam Uzunluk= 250 mm, Toplam Genişlik= 150 mm
Toplam Akış hızı= 5.7 lpm
Ortam sıcaklığı 35 oC
Termal Arayüz malzemesi: K=4.5 W/mK
Çalışmalar saf su kullanılarak yapıldı
• Servis deliklerinde tapalar bulunan, tabancayla delinmiş taban plakası
• Karmaşık işleme, esnek olmayan tasarım, orta performanslar
• O-halkalar + vidalarla kapatılmış kapaklı frezelenmiş taban plakası
• Zaman alıcı ve güvenilmez sızdırmazlık, esnek tasarım, orta düzey performanslar
• İşlenmiş kafa bloklarına sahip ekstrüde kanallar
• Güvenilirlik sorunları, düşük performanslar, esnek olmayan tasarım
• Modüllerin altında doğrudan soğutma
• sınırlı soğutma yüzeyi, karmaşık modül değişimi, güvenilmez sızdırmazlık
• Alternatif delikli plaka katmanları
• yüksek basınç düşüşü, yalnızca sınırlı su akışıyla verimli
Tasarım 1 - Alüminyum plakaya gömülü HiContact bakır boru
Not: Cu Boru Dış Çap= 9.525 mm, Duvar Kalınlığı = 1.27 mm Cu Boru Aralığı = 18.034 mm
IGBT ve Diyot kaynaklarında sıcaklık dağılımı
Design2 - Lehimli Kaplamalı Frezelenmiş Düz Kanallar
Elektromedikal uygulamalar için frezelenmiş LCP örneği
SIVI KANALLARI W=15, H=6,8+8 SIVI KANALLARI W=4, H=1.5
SIVI KANALLARIN ORTASINDAKİ HIZ VEKTÖRLERİ
IGBT ve Diyot kaynaklarında sıcaklık dağılımı
Soğuk Plaka Taban Sıcaklık dağılımı,
Design3- Kalın Ofset Kanatçıklar, Kabarcık ve İnce Taban
VERSİYON –E2- İÇEPAK MODELİ
OFSET KATLANMIŞ YÜZEY MERKEZİNDEN GEÇEN HIZ VEKTÖRLERİ,∆P = 26.464 Kpa,Re = 821
Soğuk Plaka Taban Sıcaklık Dağılımı (R th ) soğuk plaka = 0.0092 ° C/W
Design4- Yılan Şekilli Kabarcık Sıvı Soğutma Plakası
YILAN BLİSTERİNİN MERKEZİNDEN GEÇEN HIZ VEKTÖRLERİ.∆P = 46.603 Kpa, Kanalın merkezinden geçen Reynolds sayısı Re = 6175
Soğuk Plaka Tabanı Sıcaklık dağılımı
Design5-Mezo Kanallı sıvı soğuk plakalar
BLISTER KANALININ ORTASINDAKİ HIZ VEKTÖRLERİ. ∆P = 6.622 Kpa
Kabarcık kanalının merkezinden geçen Reynolds sayısı Re D = 781
Soğuk Plaka Tabanı Sıcaklık dağılımı
Sıvı Soğuk Plakalar için Karşılaştırma Özeti
5 modele dayalı modelleme ve termal analiz sonucunda her kanaldaki akış hızı ve sıcaklık dağılımının farklı olduğunu tespit ettik. Bu nedenle, optimal ısı dağılımı şeması teorik verilere karşılık gelir. Bu verilere dayanarak, sonuçta uygun maliyetli bir çözüm bulmak için bunları karşılaştırdık ve analiz ettik; bu da tüm yüksek performanslı sıvı soğutma plakalarının uygun olmadığı anlamına geliyor
