空气vs液体冷却:
电力电子热管理的进步


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在过去的几十年里,电力和能源已经成为电子行业中增长最快的两个行业。乐动棋牌游戏官网功率转换、反转和整流以及电池和燃料电池技术已经成为所有行业技术增长的一部分。乐动棋牌游戏官网

随着电力电子系统变得更加复杂并且在更高的功率范围内执行,形状因素越来越小,使热量成为可以实现的最大限制因素之一。处理被消散的力量,空气冷却解决方案必须优化和扩大,以充分排除多余的热量。在某些情况下,尺寸成为强制对流解决方案的限制因素。在这些情况下,空气冷却系统的尺寸或重量使其不切实际,液体冷却迅速成为最流行的替代方法。

从风冷系统到液体系统的转换不是一个可以迅速或轻易做出的决定;在改进您的热管理以处理更高的热负荷时,有许多因素和可能性需要考虑。尽管市场趋势表明,全液体冷却系统最终将成为电力电子冷却的行业标准,但随着系统的发展或升级,还有许多选择和混合解决方案可以应用这两种优点。如果预算或时间限制导致直接转向液体是不现实的,通过改进设计或引入两相冷却或液体成分来优化强制对流解决方案是可行的临时解决方案。

工程师一直在开发液体系统这是对现有风冷解决方案的补充,可以扩展到完全取代风冷系统。这是通过专注于可以从液体冷却中获得直接好处的电子设备来实现的。该系统利用流体联轴器、可靠的泵系统和紧凑的热交换器,将空气中的热量转移到液体中,并将热量转移到其他地方。在其他情况下,工程师们选择将他们的风冷系统完全替换为液冷系统,以立即实现更高的功率输出并优化热性能。

当您考虑开关到液体冷却时,为了提高电源电子设备的性能和功能,有几个关键的确定因素:

•您的尺寸、重量和热性能要求是什么?

•您能进一步优化您的风冷系统吗?

•空冷系统还能在多长时间内成为您应用的可行热解决方案?

•液体或体积可用性是否有任何限制?

•投资液体冷却需要多长时间才能恢复性能和效率?

•如何在您的应用程序中实现或设计液体冷却?对应用程序/设备停机时间有什么影响?

•你是如何以及何时开始工作的?


风扇散热器空气冷却

空气冷却的好处


空气冷却系统比液体系统便宜得多。它们不需要调节或专门的液体,它们由更少的组件组成,比液体系统组件更经济。由于它们没有液体泄漏和较少的部件损坏,它们也有较少的故障模式。除了具有更高的可靠性和更低的成本,风冷系统也更容易修改或升级。



空气冷却的限制


在典型的应用中,空气冷却系统由一个挤压式贴合翅片散热器和一个风扇组成。当可靠性是一个重要因素时,工程师可能会放弃风扇,而选择被动解决方案。

自然和强迫对流都有局限性。通过散热所需的总表面积自然对流,这是通常不切实际的大型,重型解决方案所需的总表面积。

强制对流解决方案受到压力降的限制。散热片在可行的体积中,大面积的表面积会产生大量的空气阻力,阻碍流量,因此风扇可以产生热量传递。更大的强制对流解决方案也需要更大或更多的风扇,增加了解决方案产生的噪音量。

然而,风冷解决方案的最大限制是热性能。空气不像液体那样有吸收和传递热量的能力。在一定的阈值,空气冷却成为不足的解决方案,液体冷却是必要的。

风冷改造和混合解决方案


有三种常用方法改善了空气冷却系统。首先是优化您的散热器设计和广告选择。产生更多的空气流量,优化鳍几何形状,或增加散热体积是在空气冷却解决方案时脱脂的方式,而不引入额外的技术。第二是将闪光石冷却引入您的设计中。热管可以集成以扩散更高的功率密度或将热量移动到Anarea,在那里它可以更容易地散发。提高气冷解决方案性能的第三种最常见的方法是开始引入液体系统的元件,例如a被动热虹吸管

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液体冷却的功效


液体具有将热量转移到4倍的容量高于相同质量的空气的容量。这使得能够在较小的解决方案中实现更高的热性能。液体冷却系统是液压回路,该液压回路通常由冷板组成,冷板与热源和装置接口,泵循环用于系统的泵,以及拒绝通过装置吸收的热量的热交换器。液体冷板具有比将用于相同应用的空气冷却的散热器更小的工作包膜。另外,多重板可以连接到相同的交换器,其影响最小。液体冷却授予冷却系统的额外控制水平,因为它将入口温度控制到冷板以及流速。

液体冷却的潜在风险和权衡


由于额外的复杂性和漏洞的恐惧,有些是通过液体冷却来进行液体冷却。经常增加解决方案的成本和保持Systemrunning所需的维护量。然而,减轻了额外的成本,因为改善的冷却性能将增加您的设备的Lifetimeand可靠性。

由于其复杂性,液体冷却需要更好的规划和设计,以纳入你的电力电子产品。虽然冷板比挤压或散热器要小得多,但一旦考虑到换热器、管道、储热器和泵,整体解决方案往往会占用更多的体积。在最初的设计阶段,工程师必须考虑到所有这些因素,以避免以后出现问题。有了适当的预见,系统的复杂性是有益的,因为在系统设计中有更多的灵活性。

液体冷却溶液


aavid hydrosink


的Aavid HydroSink系统是一种可配置的方法,结合标准集优化的热交换器,风扇,泵,阀门,水库,配件,传感器,和控制板与定制冷板,设计最佳可能的液体冷却解决方案给定的要求。

HydroSinks提供比标准的液体冷却系统更灵活的设计和安装,因为他们是可配置的,更容易适应设计要求。密封和连接的液体冷板,控制板,和客户的机器控制在外壳内也可定制。

作为Aavid Hydrousks.主要由一组标准的优化组件组成,它们比传统的定制液体冷却和它们的风冷对等物更具成本效益。

目前是avid HydroSink有两种基本的紧凑系统尺寸,小型和中型。最终用户水槽的实际尺寸系统因配置而异。尺寸基于风扇尺寸和冷却性能.Small在每kW 7-20°C的温度上升时操作,而介质在每kW的增加3-9°C时运行。


avid液冷板


定制AAVID液体冷板是水上链接的一个组成部分系统。avid提供了四种不同的,创新的冷板设计开发,以优化基于应用和需求的整体系统。所有avid冷板均采用专用认证程序构建,以确保无泄漏,可靠的解决方案。

Hi-Contact管冷却板


Hi-Contact™管冷板
Aavid Hi-Contact管式液体冷板具有高性能的装配,利用连续管压力机适合于挤压铝板。阿维德高接触的专利几何学该过程使流体更接近产生热量的设备,从管式冷板获得最佳的热性能。进一步提高阿维德的高接触性能液体冷板,热环氧应用到接头,提供一个无间隙热界面之间的管和板。Hi-Contact板材易于定制,并提供标准尺寸。

水泡冷板


吸塑技术使邮票孔道进入底板,消除了孔道加工,大大降低了制造成本。一个无泄漏的接头是建立在基地和盖板和起泡通道之间,允许更大的灵活性,钻安装孔在冷板的顶部,而不考虑液体通道的位置。

涡流液冷板


avid涡漩液体冷板设计用于冷却极高功率的应用。这些冷板最初是为高压缩负荷应用而开发的,例如冷却可控硅型设备时。采用专利流道几何结构,涡流液体冷板两侧均匀冷却;因此,它们可以在两种表面上提供平等和一致的性能,并有助于创建更可预测的环境。

伸展表面液体冷板


avid扩展表面液冷板增加了内部表面面积,允许更好的整体传热。采用创新的技术和制造工艺,增加液体冷板内与板的接触面积。他们的真空钎焊结构确保无泄漏的接头,同时保持高导热性。avid扩展表面液冷板是专门制作的,以提高设计的灵活性,可以方便地定制为应用设计的优化流道。

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最后的想法


有效设计液体冷却和优化空气冷却系统的关键是在设计阶段尽早考虑你的热管理。avid提供设计、工程和测试服务,可以在任何阶段进入,并根据需求、约束、时间轴、预算和任何其他关键因素开发可能的最佳解决方案。

与世界各地的设计中心,Aavid可以为任何客户提供设计和制造完全优化的系统的必要工程服务。如果需要采用液体过冷或空气冷却,可以在每个阶段获得工程师,以开发优化的集成系统,以开发优化的集成系统,以实现entiverevice的可靠性和验证测试。

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