【应用】爱美达偏移折叠鳍片液冷板在IGBT冷却上的应用

时间： 2020-04-01 来源：世强

技术问答

作为电力电子重要大功率主流器件之一，IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。在工业应用方面，如功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备，以及用于自动控制的变频器。一般情況下流过IGBT模块的电流较大，开关频率较高，导致IGBT模块器件的功耗也比较大，是得器件的温度过高，而IGBT模块散热不好会造成损坏影响整机的工作运行，故需要好的散热系统来做保障。

水冷散热利用液体的比热容大于空气、小体积及散热功率高的特点得到了越来越广泛的应用。

BOYD Aavid受委托为一4500W IGBT 设计水冷散热方案

Aavid从IGBT模块的特点和要求的热阻、压降入手，分析了液体冷板(Liquid Cold Plates, LCPs)可能的设计理念。基本的想法是把IGBT直接安装在液冷板上面，再把液冷板和IGBT这个模块安装在系统内。根据可利用空间，综合考虑外部整体几何尺寸，内部流道，进出口位置，软管尺寸和材质，软管和液冷板之间的连接以及软管侧螺丝的适配器。

图1 CFD模型

内部结构根据要求的性能等级(热阻和压降)进行了定义，进行了详细的CFD仿真模拟。由于传热与表面积直接相关，所以在液冷板的流体路径内增加表面积可以增加进入液体的传热量。增加湍流度对低流速或高粘度流体尤为重要。根据压降和流速的要求，可以将鳍片添加到液冷板的高热流密度区域或添加到整个流道。Aavid工程师通过平衡加入鳍片的额外压降和流速，可以在现有体积下大幅度提高液体冷板的性能。Aavid为液冷板的改进提供了许多选择，如折叠鳍片插入，铲齿鳍插入最常见和最经济的方式来提高冷板的性能。

图2 压降云图

图3 流速矢量图

偏移折叠鳍片（Offset fin）插入是一种常见的添加钎焊液体冷板的工艺，也是Aavid的专利设计。通过钎焊将折叠翅片插入到液冷板中，鳍片表面积与流道的顶部和底部连接，其具有增加湍流和传热的额外好处，并且鳍片的结构可以根据散热和压降需求来调整。每一种类型都可以用多种材料制造，以优化性能和液体与流体的相容性。为了验证热分析和力学分析，已经制作了这个概念的原型，实验测试的结果证实了它适用于承受所要求的压力，并保证所指示的热阻和压降。

图4 Aavid Offset fin 液冷板

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由紫色梗荆提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（0）

暂无评论

爱美达为100G光模块提供散热解决方案：从传统风冷、液冷系统及散热器到先进的传导冷却

Aavid（爱美达）能提供行业中最广泛的产品线（从最小的板级散热到几千万瓦的工业用散热产品），及涵盖从传统风冷、液冷系统及散热器，到先进的传导冷却等散热解决方案。可提供最薄为0.4mm的均温板VC产品；商用热管尺寸最高可达15.88mm并提供定制尺寸，环路热管的热量传递范围为50mm到1000mm以上。

应用方案发布时间 : 2019-12-26

【应用】爱美达定制化热管散热器696422在16孔PCR仪上的应用，实现高效散热

针对客户要求，一个产品上的总功率约为1300W，通过热仿真，模拟了实际工作时的温度情况，在散热器基板与TEC接触部位埋热管，能将高密度的热量快速分散开，推荐爱美达定制化热管散热器696422在16孔PCR仪上的应用，实现高效散热。

应用方案发布时间 : 2022-06-24

【应用】爱美达板级散热器6400BG应用于3KW直流充电机，解决MOSFET管散热问题

3KW直流充电机产品，其内部功率器件MOSFET管部位在长期使用过程中会出现发热发烫的问题。所述MOSFET管为TO-247标准封装，功耗大概6W，在25℃环境温度下，其最高温度要≤58℃；针对当前问题，可推荐爱美达旗下的6400BG这款板级散热器。

应用方案发布时间 : 2022-08-24

【定制】Aavid（爱美达）热管＆VC散热器定制服务，解决全球500强企业的热管理问题

近日，Aavid（爱美达）在平台推出热管＆VC散热器定制服务，提交您的定制需求，技术专家将在一个工作日内与您取得联系。

服务资源发布时间 : 2023-04-03

【技术】爱美达使用铜水微型热管和k-Core封装石墨散热器开发组合解决方案，获得航天飞行认证

Boyd公司热能部门爱美达Aavid使用铜水微型热管和k-Core封装的石墨散热器开发了一种组合解决方案，用于直接对高性能ASIC（倒装芯片和微处理器）进行热管理，并已成功获得航天飞行认证。该解决方案可实现高性能，组件级冷却以及增强的从机箱到空间散热器的机箱级别热传导。Aavid相信：这将使未来电信卫星有效载荷的散热量发生显著变化。

新技术发布时间 : 2020-10-06

【经验】散热器初步选择经验

当工程师面对需要散热的器件时，通常会使用加装散热器的方式进行散热，而对于散热器应该选择什么尺寸的，齿高、齿厚、齿间距如何选择，却不太清楚。本文就该问题谈谈散热器初步选择时的一些经验。

设计经验发布时间 : 2022-11-30

【技术】导热率达到5000～10000W/(mK)的热管散热器，可用于大功率器件、手机、电脑散热

全球散热产品及散热系统管理解决方案的领导者——爱美达最核心的产品是热管散热器和VC，本文就将集中介绍热管散热器中“热管”的相关内容，包括其原理，结构，分类及应用。热管是一种传热元件，导热率达到5000～10000W/(mK)，远远超过钻石和石墨烯；分类包括重力热管、环路热管、烧结热管和振荡流热管等。

新技术发布时间 : 2019-12-07

【选型】如何给SMT DPAK封装器件选择标准板级散热器

针对SMT封装的几种封装，爱美达也有几款标准板级散热器可以使用，SMT DPAK封装主要包括D-PAK TO-252、D2PAK TO-263、D3PAK TO-268。一般情况下，SMT封装的器件装配后，导热焊盘会直接连接到PCB上，通过PCB连接散热器，这时是不需要额外增加小散热器的。本文通过无锡紫光微TTB30P10AT TO-263封装的P-MOS管举例，如何选择标准板极散热器。

器件选型发布时间 : 2020-03-15

【应用】爱美达水冷散热器有效解决汽车域控制器散热问题，可取代风冷散热，适应更高功率散热需求

爱美达水冷散热器是采用铜管和铝散热器的组合散热方案，可以在域控制器外壳中嵌入铜管，冷却水在铜管中流动，能随时带走域控制器产生的热量，使得域控制器随时保持在最佳状态，即使是夏天也能有效的散热。爱美达水冷散热器相对风冷，体积更小，效率更高，且爱美达可以根据客户的需求提供定制服务，按照不同客户不同功率大小可以调整冷却水冷散热器的结构、水的流量和流速来适应不同的需求。

应用方案发布时间 : 2021-04-15

【应用】爱美达5733板级散热器助力D2 PAK（TO-263）封装半导体散热，提供镀锡可焊接片

目前爱美达的板级散热器为半导体封装设计，带有折叠式后翅片的通道，可增加冷却表面积，提供镀锡可焊接片，便于连接到印刷电路板，散热器的整体尺寸26.16*12.7*10.16mm。

应用方案发布时间 : 2022-07-01

请问爱美达的散热器焊接方式有哪几种？热管散热器上，热管与翅片直接采用什么样的焊接方式？

你好，目前爱美达散热器焊接方式：焊接、钎焊或环氧胶粘接。钎焊中还有很多焊接工艺，包括CAB、真空和浸渍钎焊，热管和散热器之间焊接前会镀镍处理，目前常用就是钎焊工艺。具体信息可见：采用钎焊、焊接或热环氧树脂粘合的爱美达胶粘翅片散热器，翅片密度达每英寸100+

技术问答发布时间 : 2020-06-15

【选型】以封装为TO-220的标准板级散热器7022B-MTG为例，帮你建立选择标准散热器的正确流程

爱美达（AAVID）具有全球最全的标准板级散热器，标准散热器在产品设计中具有非常重要的作用，特别对于一些不能够做整体散热的产品中，需要对个别发热元器件进行单独散热处理，改善产品内部电路热环境。很多工程师没有太多时间去研究标准散热器的性能指标，在选择上总是头疼，找不到选择散热器的正确方法，本文以匹配器件封装为TO-220的7022B-MTG为例，帮你建立选择标准散热器的正确“流程”。

器件选型发布时间 : 2020-02-15