全浸式蒸发冷却开关电源热分析及实验

高效可靠的冷却技术是开关电源向高功率密度方向发展的迫切需求。为了实现开关电源的高效散热,克服传统冷却方式效率低、系统复杂、电源温升高等缺点,将全浸式蒸发冷却技术应用于开关电源冷却领域。以一款12V/2kW开关电源为例,阐述了全浸式蒸发冷却开关电源散热原理,对电源稳态、动态温升特性进行理论分析;通过有限元仿真及实验测试对强迫风冷及全浸式蒸发冷却开关电源温升特性进行对比研究。全浸式蒸发冷却开关电源不仅冷却结构简单,而且具有稳态温升低、温度分布均匀、无局部过热点和动态过程热应力小的优点。仿真及实验验证了理论分析的正确性,证实了全浸式蒸发冷却技术应用于开关电源冷却的可行性及技术优势。

全浸式蒸发冷却IGBT电热耦合模型研究

电力电子器件的小型高集成度发展趋势对散热技术提出挑战。相较于间接液冷,采用全浸式蒸发冷却技术的绝缘栅双极型晶体管(IGBT),具有器件温升低、温度分布均匀的优点,因此其应用于IGBT冷却具有可行性和优越性。该文提出全浸式蒸发冷却IGBT电热耦合模型的建模方法。首先,基于参数拟合法,建立了IGBT模块的电模型,计算功率损耗;其次,根据等效导热系数,建立了全浸式蒸发冷却条件下IGBT的热模型,并在线性时不变系统的假设下得到了全浸式蒸发冷却IGBT的降阶模型;然后,建立了全浸式蒸发冷却IGBT电热耦合模型;最后,通过仿真和实验对建立的模型逐一进行验证,结果表明,所提出的模型能够准确表征IGBT的电、热及其耦合特性,并且具有模型参数提取简单、仿真速度快的优点。