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蒸發冷卻技術:讓開關電源溫度降得更快些

蒸發冷卻技術:讓開關電源溫度降得更快些

發布日期:2019-06-05 00:00 來源: 點擊:

隨著開關電源向高頻、小型化發展,其功率密度不斷提高,電源发热问题变得不可忽视。温度是影响開關電源可靠性的重要因素之一。当器件温度高于其额定工作温度时,每升高10℃,器件可靠性下降一半,温度超过极限值将导致器件损坏,造成電源失效。除了选用低功耗器件及优化拓扑减小模块发热量外,高效可靠的冷却方式成为開關電源向高功率密度方向发展的关键。


日前,中国科学院电工研究所、中国科学院大学的研究人员温英科、阮琳指出,高效可靠的冷却技术是開關電源向高功率密度方向发展的迫切需求。为了实现開關電源的高效散热,克服传统冷却方式效率低、系统复杂、電源温升高等缺点,将全浸式蒸发冷却技术应用于開關電源冷却领域。有关研究成果已发表在2018《电工技术学报》第18期上,题目为“全浸式蒸发冷却開關電源热分析及实验”。
据了解,传统的冷却方式有三种:自然对流冷却、强迫风冷散热、强迫水冷散热。鉴于空冷(自然对流、强迫风冷)散热能力有限,强迫水冷散热系统复杂、可靠性低的现状,開關電源迫切需要一种冷却能力强、安全可靠的冷却方式。与空冷、水冷依靠冷却介质带走热量的方式截然不同,蒸发冷却技术利用高绝缘、低沸点的冷却介质受热沸腾时的汽化潜热带走热量。
当前,常用的蒸发冷却形式有全浸式、表贴式、管道内冷式以及喷淋式,并且由发热体的结构及发热特征来决定冷却方式的选取。開關電源热源具有数量多、分布离散、发热不均匀、热源几何形状复杂的特点,采用全浸式蒸发冷却将電源模块直接浸没于冷却介质中,发热器件可与冷却介质充分直接接触,冷却效果好,且系统结构简单,可靠性高,是将蒸发冷却技术应用于開關電源的首选结构形式。

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