전력 제어용 히트 파이프 사례 연구

설계적 도전

산업용 가전 제품 제조업체는 방열판 공간이 매우 제한된 새로운 전력 컨디셔닝 및 제어 시스템을 갖추고 있었습니다. 이 새로운 시스템은 50°C 최대 주변 온도 조건으로 인해 작은 열 창과 가까운 거리에 3개의 고출력 IGBT를 장착했습니다. 프로젝트의 복잡성을 악화시키기 위해 10분마다 1분 동안 전력을 두 배로 늘리는 일시적인 조건이 시스템에 있었습니다. 보이드 코퍼레이션의 열 사업부인 Aavid는 이 정도의 전력은 아니지만 유사한 폼 팩터를 가진 다른 많은 프로젝트를 지원했습니다.

방열판에 보관된 캐비닛에는 강제 대류를 위한 두 개의 팬이 있었지만 공기 흐름은 SCR을 냉각하기 위해 다른 방열판과 공유되었습니다. 방열판은 사용 가능한 모든 공기를 강제로 강제로 완전히 덕트했지만, 시스템의 상단은 제한된 65%의 공기 흐름을 당황하게 하여 막혀 있었습니다. 새로운 방열판 설계는 전체 캐비닛을 통해 공기 흐름 대 압력 강하의 어려운 균형을 염두에 두어야 합니다.

문의하기

 

Aavid 솔루션

Aavid는 과거에 유사한 응용 분야 문제를 압출 솔루션으로 해결한 적이 있지만 이번과 같은 고전력의 경우에는 압출 핀의 밀도가 충분하지 않았습니다. 열 전달용 표면적을 키우기 위해 보다 높은 핀 밀도를 갖는 접속 핀 방식이 선택되었습니다. 그 다음 성능 개선 영역은 국소적인 핫스팟의 온도를 낮추기 위해 최대한 많은 전력을 기저부 전체에 퍼뜨리는 것이었습니다. 각 IGBT 아래에 여러 개의 히트 파이프를 사용하여 각 장치의 유효 설치 면적을 키웠습니다. 이로 인해 IGBT 바로 위에 있지 않은 핀 속으로 열이 쉽게 들어가게 되었습니다.

베이스에 내장된 히트 파이프는 9분 정상 상태의 열 요구 사항을 충족하는 데 도움이 되었지만 이중 전력 1분 과도 상태에 대한 성능은 여전히 부족했습니다. 히트 싱크에 성능 범프를 제공하기 위해, 히트 파이프는 베이스의 상단에서 다음 지느러미의 중간을 통해 실행되었다. 지느러미의 중간에 열을 수송하여, 베이스에서 가장 멀리 지느러미 팁이 더 효과적이되었다.

광범위한 열 관련 CFD 설계 작업에 이어 프로토타입을 제작하여 테스트해 보니, 통과를 받을 만한 결과가 나왔습니다. 이 설계는 이제 성공적인 대량 생산에 들어갔습니다.

최종 결과는 일반적인 압출 또는 일반 접합 핀 방열판보다 더 많은 부피를 차지하지 않는 매우 효율적인 방열판이었다.