面向IGBT模块的冷却方式及微通道冷却在IGBT中的应用研究

IGBT的热管理问题日益凸显,亟待开发高效、稳定、灵活的新型冷却技术。从当前IGBT模块冷却中存在的主要问题与瓶颈出发,对IGBT常见的且广泛应用的冷却技术以及目前的喷雾冷却、射流冲击冷却和微通道冷却等热点研究技术进行详细的分析与评价。得出相比其他冷却技术,微通道冷却技术,尤其是微通道流动沸腾冷却技术,有着结构紧密、换热能力强、传热系数高、工质充注量少、均温性能好等优势,在电子器件热管理领域有着极大的发展前景。因此提出微通道流动沸腾冷却是解决新型电子器件的热管理问题的优选方案,为有关IGBT模块散热器的设计与应用提供重要参考。

有限空间内工质物性对制冷剂泄漏扩散特性的影响

新一代环境友好型工质如R290、R32等由于其燃爆特性,一旦发生泄漏会造成一定的安全隐患,而仍使用较为广泛的工质如R22等一旦发生泄漏同样会加剧温室效应,从而造成全球气候环境恶化。开展工质的泄漏扩散沉积等相关特性的研究十分必要。针对工质在泄漏扩散过程中由于物性的差异造成的泄漏扩散开展了数值模拟研究,模拟中采用Species组分输运模型,考虑密度、黏度等工质物性参数的差异,对工质在泄漏孔下方、泄漏有限空间内的浓度变化,以及密度、黏度等物性对泄漏扩散过程的影响进行了研究。结果表明:泄漏孔下方区域,密度对工质的浓度分布影响较大,其次是黏度;密度越大,工质在泄漏孔下方区域质量分数越大;黏度越大,工质流动性越差,在泄漏孔下方区域质量分数越大。整个有限空间内,工质的密度越大,越易于向空间的中下部区域扩散并形成较高的质量分数;工质的黏度越大,越易于与周围空气发生卷吸作用。

不同电子氟化液对浸没式相变冷却系统性能的影响

为满足数据中心日益增长的热管理需求,本文采用了浸没式相变冷却技术,建立了浸没式相变冷却系统的性能模型,对4种常用电子氟化液进行模拟,以验证这4种工质对浸没式相变冷却系统性能的影响。模拟计算结果表明:1)4种电子氟化液中,D-1适用压力范围最广,启动所需要的热流密度值最小,但最大散热能力弱于FC-72和HFE-7100,综合性能较强;2)随着流速的增大,冷却水所能携带的热量最终趋于稳定,不同电子氟化液对管内冷却水压降的影响基本相同;3)提高冷却水进口温度,有利于出口冷却水的能量回收利用,但系统散热效果不佳;降低冷却水进口温度,有利于增大传热温差从而提高散热能力,但可能会出现冷量利用效率较低的问题;4)模拟计算所得的曲线图中,在相同冷却水进口温度、冷却水流速等条件下,D-1蒸气环境中冷却水携带的热量、进出口温升曲线均与Novec 649接近或基本重合,因而可在浸没式相变冷却中替代Novec 649发挥较好的散热效用。

数据中心浸没式液体冷却系统的发展历程及关键环节设计

如今,新一代信息技术推动数据中心发展壮大,对数据中心的热管理系统提出了更严格的要求,新型高效散热系统的研发迫在眉睫。在此背景下,浸没式液体冷却技术在数据中心行业的市场份额不断攀升,单相浸没式液冷系统的研究和落地已经有成功的应用案例,而随着服务器功率密度进一步增大,相变浸没式液体冷却系统的研究逐渐受到重视。文章在总结数据中心浸没式液体冷却系统发展历程的基础上,针对相变浸没式液体冷却系统,分析了立式和卧式两种系统形式的特点,详细阐述了在设计过程中必须考虑的几个关键环节,包括冷却液选择、沸腾传热优化、冷凝盘管设计、压力控制方案设计以及其他一些重要环节,为相变浸没式液冷系统的设计提供非常有价值的参考。