Il existe diverses spécifications et processus de production pour les plaques de refroidissement liquide, mais le microcanal le plus important est la clé pour déterminer les performances de dissipation thermique. Par conséquent, l’étude et la comparaison de différents types de microcanaux constituent une étape clé pour déterminer le processus de refroidissement des plaques par liquide. Cependant, il existe d'autres facteurs qui affectent notre application pratique, tels que l'environnement d'utilisation, le prix, etc. Par conséquent, nous devons examiner de manière approfondie quel type de plaque de refroidissement liquide convient à notre projet. Mais sur la base de recherches théoriques, nous pouvons tirer une conclusion . La base de nos recherches est :
Module IGBT : Puissance totale de 2898 W.
La puissance totale est divisée en trois parties
60.9 % de puissance aux sources IGBT
29.1 % de puissance pour les sources DIODE
10 % de la puissance est déviée vers la couche de cuivre du substrat entre la puce et le substrat en Al₂O₃ afin d'inclure les pertes de connexion.
Il existe au total 18 sources IGBT et 18 sources DIODE.
La taille de la source IGBT est de 12.56x 12.56×0.14 mm
La taille de la source DIODE est de 9x9x0.14 mm
Le dissipateur de chaleur Cu est de 162 x 122 x 3 mm.
lLes spécifications des matériaux sont conformes à celles indiquées dans la fiche technique
Pour toutes les plaques froides liquides :
Longueur hors tout = 250 mm, largeur hors tout = 150 mm
Débit total = 5.7 lpm
La température ambiante est de 35 °C
Matériau de l'interface thermique : K=4.5 W/mK
Les analyses ont été effectuées avec de l'eau pure
• Plaque de base percée au pistolet avec bouchons dans les trous de service
• Usinage compliqué, conception peu flexible, performances moyennes
• Plaque de base fraisée avec couvercle scellé par joints toriques + vis
• Etanchéité longue et peu fiable, conception flexible, performances moyennes
• Canaux extrudés avec blocs de tête usinés
• Problèmes de fiabilité, faibles performances, conception peu flexible
• Refroidissement direct sous les modules
• surface de refroidissement limitée, remplacement de module compliqué, étanchéité peu fiable
• Couches alternées de plaques perforées
• chute de pression élevée, efficace uniquement avec un débit d'eau limité
Conception 1 - Tube en cuivre HiContact intégré dans une plaque en aluminium
Remarque : Diamètre extérieur du tube Cu = 9.525 mm, épaisseur de paroi = 1.27 mm Pas du tube Cu = 18.034 mm
Répartition de la température sur les sources IGBT et Diodes
Design2 - Profilés plats fraisés avec revêtement brasé
Exemple de LCP usiné pour application électromédicale
CANAUX LIQUIDES L=15, H=6,8+8 CANAUX LIQUIDES L=4, H=1.5
VECTEURS DE VITESSE AU MILIEU DES CANAUX LIQUIDES
Répartition de la température sur les sources IGBT et Diodes
Distribution de la température de base de la plaque froide,
Design3 - Ailettes décalées épaisses, base fine et ampoules
VERSION –E2- MODÈLE ICEPAK
VECTEURS DE VITESSE À TRAVERS LE CENTRE DE L'AILETTE REPLIÉE DÉCALÉE,∆P = 26.464 Kpa,Re = 821
Distribution de la température de la base de la plaque froide (R<sub> th</sub> ) = 0.0092 ° C/W
Design4 - Plaque froide pour liquide Snake Blister
VECTEURS DE VITESSE À TRAVERS LE CENTRE DU SNAKE BLISTER.∆P = 46.603 Kpa, nombre de Reynolds à travers le centre du canal Re = 6175
Répartition de la température de la base de la plaque froide
Plaques froides liquides Design5-Meso Channels
VECTEURS DE VITESSE AU MILIEU DU CANAL BLISTER. ∆P = 6.622 Kpa
Nombre de Reynolds au centre du canal de la boursouflure Re D = 781
Répartition de la température de la base de la plaque froide
Résumé de comparaison pour les plaques froides liquides
Nous avons constaté grâce à la modélisation et à l'analyse thermique basées sur 5 modèles que la vitesse d'écoulement et la répartition de la température dans chaque canal sont différentes. Par conséquent, le schéma optimal de dissipation thermique correspond aux données théoriques. Sur la base de ces données, nous les avons comparées et analysées pour finalement trouver une solution rentable, ce qui signifie que toutes les plaques de refroidissement liquide hautes performances ne sont pas adaptées.
