隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,熱管散熱器在設(shè)計上不斷創(chuàng)新以滿足更高的散熱要求。在熱管結(jié)構(gòu)方面,新型的微通道熱管被廣泛應(yīng)用于電力電子熱管散熱器。微通道熱管內(nèi)部有微小通道,增加了工作介質(zhì)與管壁的接觸面積,強化了熱交換過程。在高功率密度的電力電子設(shè)備中,如新一代數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器電源,微通道熱管散熱器能在有限空間內(nèi)實現(xiàn)更高效散熱。同時,在散熱鰭片設(shè)計上也有創(chuàng)新,仿生學(xué)的樹形鰭片結(jié)構(gòu)逐漸受到關(guān)注。這種結(jié)構(gòu)模擬樹木分支形態(tài),能在不增加太多體積的情況下,大幅增加與空氣的接觸面積,提高空氣對流散熱效率。此外,一些熱管散熱器采用了復(fù)合熱管結(jié)構(gòu),將不同類型的熱管或具有不同功能的部分結(jié)合。例如,將吸液芯結(jié)構(gòu)和重力輔助熱管結(jié)合,使散熱器在不同的工作姿態(tài)下都能保證良好的散熱效果。而且,在制造工藝上,3D打印技術(shù)開始用于制造熱管散熱器的部分結(jié)構(gòu),實現(xiàn)更復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和更精確的尺寸控制,提高熱管與發(fā)熱元件的貼合度和散熱通道的優(yōu)化程度。精確控溫,純水冷卻系統(tǒng)為設(shè)備保駕護(hù)航。遼寧醫(yī)療設(shè)備熱管散熱器選購
IGBT 是由雙極型晶體管(BJT)和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)組合而成的復(fù)合器件,它兼具了 MOSFET 的高輸入阻抗和 BJT 的低導(dǎo)通壓降特性。在實際工作中,IGBT 的功率損耗主要來源于導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗和柵極驅(qū)動損耗。隨著電力電子設(shè)備向高功率、高頻化、小型化方向發(fā)展,IGBT 器件的功率密度不斷提高,單位面積產(chǎn)生的熱量也急劇增加。研究表明,IGBT 結(jié)溫每升高 10℃,其可靠性將下降約 50% 。因此,為了確保 IGBT 器件在額定結(jié)溫范圍內(nèi)穩(wěn)定工作,對散熱系統(tǒng)的散熱能力提出了極高要求。傳統(tǒng)的散熱方式,如自然散熱、強制風(fēng)冷等,在面對高功率密度的 IGBT 器件時,已難以滿足散熱需求,亟需更高效的散熱技術(shù)。山東3D復(fù)合相變熱管散熱器選型熱管散熱器為電子設(shè)備提供強大的散熱保障。
熱管散熱器的部件是熱管,其工作原理基于 “相變傳熱” 現(xiàn)象。熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的封閉真空管,內(nèi)部抽成真空后充入適量的工作液體,如純凈水、甲醇或液態(tài)氨等。熱管通常由蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段三部分組成。當(dāng)熱管的蒸發(fā)段接觸到發(fā)熱源時,熱量使工作液體迅速汽化,由于汽化過程會吸收大量的熱量,從而快速帶走發(fā)熱源的熱量。氣態(tài)的工作介質(zhì)在管內(nèi)壓差的作用下,迅速流向溫度較低的冷凝段。在冷凝段,氣態(tài)介質(zhì)遇到溫度較低的管壁,釋放熱量并重新凝結(jié)成液態(tài)。凝結(jié)后的液態(tài)工作介質(zhì)在重力或吸液芯毛細(xì)力的作用下,回流至蒸發(fā)段,再次吸收熱量汽化,如此循環(huán)往復(fù),形成一個高效的熱量傳遞過程。
在柔直輸電的換流站中,大量的IGBT模塊緊密排列,熱管散熱器可以針對每個模塊的發(fā)熱情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。通過合理布置熱管的位置和數(shù)量,確保熱量能夠及時從模塊傳導(dǎo)至散熱器的鰭片上。這些鰭片與周圍空氣進(jìn)行熱交換,將熱量散發(fā)到環(huán)境中。與傳統(tǒng)散熱方式相比,熱管散熱器具有更高的熱導(dǎo)率,能夠在更小的溫差下傳遞更多的熱量,從而有效降低功率器件的工作溫度,減少因過熱導(dǎo)致的器件損壞和故障,保障柔直輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,提高電力傳輸?shù)目煽啃?。純水冷卻系統(tǒng),提升設(shè)備整體性能。
電力電子熱管散熱器具有出色的環(huán)境適應(yīng)性,能在各種復(fù)雜的工作環(huán)境中保證散熱效果。在高溫環(huán)境下,比如冶金工業(yè)中的電弧爐控制系統(tǒng),電力電子設(shè)備周圍溫度極高。熱管散熱器的熱管和散熱鰭片采用耐高溫材料,熱管內(nèi)的工作介質(zhì)經(jīng)過特殊選擇,可在高溫下正常進(jìn)行相變循環(huán)。同時,散熱鰭片的特殊設(shè)計增強了熱輻射能力,有效將熱量散發(fā)到高溫環(huán)境中。在潮濕環(huán)境中,如船舶上的電力推進(jìn)系統(tǒng),熱管散熱器的外殼和熱管表面有良好的防腐處理。采用特殊涂層或耐腐蝕材料能防止水汽和鹽霧侵蝕,其密封設(shè)計可避免水分進(jìn)入內(nèi)部,保證工作介質(zhì)穩(wěn)定和熱傳遞性能。對于高粉塵環(huán)境,像煤礦井下的采煤機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),散熱鰭片的設(shè)計便于粉塵清理,鰭片間距合理,安裝方式也便于定期吹掃或清洗。在有振動和沖擊的環(huán)境中,如電動汽車和工程機(jī)械中的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),熱管散熱器結(jié)構(gòu)牢固,熱管與散熱器連接緊密,能承受振動和沖擊,保證散熱系統(tǒng)完整有效。純水冷卻,確保設(shè)備在比較好溫度下運行。遼寧醫(yī)療設(shè)備熱管散熱器選購
純凈冷卻水,為設(shè)備提供穩(wěn)定環(huán)境。遼寧醫(yī)療設(shè)備熱管散熱器選購
納米材料的出現(xiàn)為熱管散熱器的性能提升帶來了新契機(jī)??蒲腥藛T嘗試將納米顆粒添加到熱管的工作液體中,形成納米流體。以氧化銅納米顆粒為例,將其均勻分散在水中作為熱管的工作液體后,實驗數(shù)據(jù)顯示,熱管的導(dǎo)熱系數(shù)提升了 20% - 30% 。此外,在熱管管壁材料中引入納米涂層,不僅能夠增強管壁的抗腐蝕性能,還能降低表面熱阻,使熱量傳遞更加順暢。這些納米材料的應(yīng)用,從微觀層面優(yōu)化了熱管的傳熱性能,推動熱管散熱器向更高效率邁進(jìn)。遼寧醫(yī)療設(shè)備熱管散熱器選購