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      直流電源蒸發冷卻技術如何降溫?

      更新時間  2020-10-12 來源: 閱讀 91


      伴隨著直流電源向高頻化和小型化方向的發展,其功率密度也在不斷的提高,對電源發熱的研究也越來越不容忽視。直流電源中,溫度是影響可靠性的重要因素。在額定工作溫度以上,每上升10℃,設備的可靠性就會降低一半以上,超過了設備的使用壽命,造成電源故障,設備損壞。除可選擇低功耗器件和優化網絡拓撲結構以降低發熱外,高效、安全的冷卻方式已成為直流電源向高功率密度方向發展的關鍵。
      蒸發冷卻技術的直流電源如何冷卻?
      應該明白,傳統的冷卻方式有三種:自然對流冷卻、強制空氣冷卻和強制水冷。由于空氣冷卻(自然對流,強迫風冷)散熱技術能力有限,強制水冷散熱管理系統結構復雜,可靠性低,因此直流電源亟待解決的問題是采用具有良好冷卻能力和安全可靠的冷卻方式。蒸發冷卻技術不像空冷、水冷那樣依賴冷卻介質帶走熱量,而是利用蒸發潛熱來加熱具有較高保溫低沸點的冷卻介質。
      當前,傳統的蒸發冷卻完全浸入式、表面貼裝、冷卻噴射管,以及由加熱體和所選擇的冷卻溫度確定的結構。DC電源熱源有一定數量、分散分布、散熱不均、熱源幾何形狀復雜等特點,采用全浸式蒸發冷卻可使電源管理模塊直接浸沒在冷卻介質中,散熱裝置能充分地與冷卻介質進行直接接觸,冷卻效果好,而且系統設計結構更簡單,可靠性高,是DC電源采用蒸發冷卻處理技術的首選結構形式。
      例如,對于DC電源的熱特性的實驗驗證,從理論分析、模擬模型和浸入冷卻研究、蒸發和熱特性的比較等角度,對12V/2kWDC電源進行了對比研究。通過數值模擬和實驗,驗證了理論分析的正確性,證明了采用全浸水蒸發冷卻技術冷卻直流電源的可行性和技術開發優勢。
      直流全浸式蒸發冷卻電源不僅冷卻結構簡單,而且具有穩態溫升低、溫度分布均勻、動態過程無局部過熱、熱應力小等優點。另外,浸沒蒸發無需特殊管道設計的冷卻DC電源,具有裝置布置靈活、電源尺寸小、功率密度增大等優點。
      直流電源在開機過程中主要器件的溫度環境變化率低,關機過程中不會出現瞬時溫度過沖,降低溫度變化發展所帶來的熱沖擊和熱應力,提高了電源管理運行的安全性,適應了直流電源冷卻技術的要求,在直流電源冷卻領域的研究具有良好的應用前景。

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