选择液冷板技术

计算液冷板的热阻

要为您的应用选择最合适的液冷板，您需要了解冷却液流量、流体进口温度、冷板安装器件的热负载，以及冷板表面的最高预期温度 Tmax。基于这些参数，您可以确定冷板最大允许热阻。

首先，计算冷却液流出冷板时的最高温度 Tout。这一步很重要，因为如果 Tout 大于 Tmax，就无法得到可行的解决方案。

也可以使用热容曲线图进行计算。这类曲线图反映了流体沿着流道流动发生的温度变化 ΔT。将 ΔT 与进口温度 Tin 相加，即可得到 Tout。

假设 Tout 小于 Tmax，下一步是使用以下公式确定冷板所需的归一化热阻 (θ)：

只要冷板的归一化热阻小于或等于计算得出的数值，该解决方案就适用。

使用冷板冷却一块尺寸为 2˝ x 4˝，发热量为 500 瓦的绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)。冷却介质为 20°C 的水，流量为 0.5 gpm。冷板表面温度不得超过 55°C。已知条件：

Tin：20°C，
Tmax：55°C，
问：500 瓦，
面积：8 in²

需要计算 Tout 和 θ。

首先计算 Tout。根据热容曲线图，500 W 功率在 0.5 gpm 流量条件下的温度变化为 4°C。因此 Tout = 20°C + 4°C = 24°C。

Tout 小于 Tmax，可以继续进行第二部分的计算。所需热阻通过以下公式计算得出：然后在归一化热阻曲线图上标出该值对应的点。热阻位于该点下方的任何技术都能满足散热要求。CP15、CP20 和 CP30 均可达到所需的热阻。但由于冷却液是水，应仅考虑 CP15 冷板。

我们用局部热阻（即表面温度与局部冷却液温度的差值）展示冷板性能数据。该方法可对高热负载进行更精确的热分析。

热阻通常以 °C/瓦表示。热阻描述了在给定热负载条件下，冷板表面温度相对于流经液冷板的流体温度的温升幅度。此类性能曲线展示了伊顿标准冷板产品的归一化热阻（即每平方英寸面积对应的热阻）。此类曲线不受单个零件外形尺寸影响，是比较不同冷板技术的有效方法。热阻越低，冷板的性能越好。

热阻与面积成反比。要计算 25 平方英寸冷板的热阻，只需将归一化热阻性能数值除以 25 即可。

伊顿标准款 CP30 冷板设计用于原型制作场景。其表面板材厚度大，适合进行机加工。我们展示了两条曲线——加工前 (0.5″ / 13 mm) 和加工后 (0.05″ / 1.3 mm)。定制款真空钎焊冷板的性能通常显著优于该标准零件。

为便于比较，所有冷板的性能数据均以水作为冷却液进行展示。铝制（CP20 和 CP30）冷板建议使用经过处理的水。

伊顿是一家智能动力管理公司，致力于改善世界各地用户的生活质量并保护环境。我们信守承诺，正当经营，可持续运营，并在当前和将来帮助我们的客户管理动力。通过有效利用电气化和数字化在全球范围内的增长趋势，我们正在促进全球向使用可再生能源转型，为解决世界上最紧迫的动力管理挑战提供帮助。