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选择一项液冷板技术

铁路行业和宝德解决方案

Last updated Jan 14, 2025 | Published on Oct 14, 2020

计算液冷板热阻

To select the best cold plate for your application, you need to know the cooling fluid flow rate, fluid inlet temperature, heat load of the devices attached to the cold plate, and the maximum desired cold plate surface temperature, Tmax. From these you can determine the maximum allowable thermal resistance of the cold plate.

首先,计算液体离开冷板时的最高温度Tout。这很重要,因为如果Tout大于Tmax,则该问题无解。

另外,您也可以使用技术图书馆中《热参考指南》里的热容图表。这些图表说明了液体流动过程中的温度变化ΔT。要得到Tout,将ΔT与入口温度Tin相加。

假设Tout小于Tmax,下一步则使用以下方程式确定冷板所需标准化热阻(θ):

任何标准化热阻小于或等于计算值的冷板技术均为适用的解决方案。

液冷板选型示例

A cold plate is used to cool a 2˝ x 4˝ IGBT that generates 500 W of heat. It is cooled with 20°C water at a 0.5 gpm flow rate. The surface of the cold plate must not exceed 55°C. We know: Tin: 20°C, Tmax: 55°C, Q: 500 Watts, Area: 8 in2 We need to calculate Tout and θ. First calculate Tout. Using the heat capacity graphs in our technical reference, we can see that the temperature change for 500W at a 0.5 gpm flow rate is 4°C. Therefore Tout = 20°C + 4°C = 24°C. Tout is less than Tmax so we can proceed to the second part of the problem. The required thermal resistance is given by this equation: We then plot this point on the normalized thermal resistance graph. Any technology below this point will meet the thermal requirement. CP15, CP20, and CP30 provide the necessary thermal resistance. But because the cooling fluid is water, you should only consider the CP15 cold plate.
Tout is less than Tmax so we can proceed to the second part of the problem. The required thermal resistance is given by this equation: We then plot this point on the normalized thermal resistance graph. Any technology below this point will meet the thermal requirement. CP15, CP20, and CP30 provide the necessary thermal resistance. But because the cooling fluid is water, you should only consider the CP15 cold plate.

冷板性能比较

我们将局部热阻(表面温度对比局部液体温度)作为输入,输出显示冷板的性能数据。这种方法可对高热负荷进行更精确的热分析。查看热阻计算及冷板技术选择方案的完整详细信息。

归一化性能曲线

热阻单位通常为°C每瓦。热阻体现了在给定热负荷下,冷板表面温度比流过冷板的液体温度高多少。这些性能曲线代表我们标准冷板产品的归一化热阻(即每平方英寸的热阻)。这些曲线不受单个零件的几何形状的影响,因而能让人直观地对比冷板技术的好坏。而热阻越低,冷板的性能越好。

注意事项

热阻与面积成反比。25平方英寸的冷板热阻等于归一化性能数值除以25。

我们的CP 30标准冷板专门用于样品设计,具有用于加工的厚面板。 我们展示了两条轨线:加工前(0.5英寸 / 13毫米)和加工后(0.05英寸/ 1.3毫米)。定制的真空钎焊冷板的性能通常优于标准冷板。

为便于比较,以水为冷却剂表示所有冷板的性能。铝制(CP 20和CP 30)冷板建议使用处理水。

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