Что такое жидкая холодная пластина и как она революционизирует тепловое управление?

В мире высокопроизводительной электроники управление теплом больше не является вторичным соображением-это основная задача дизайна. По мере того, как компоненты становятся более мощными и компактными, традиционные методы воздушного охлаждения часто выдвигаются за пределы их пределов. Именно здесь более надежная и эффективная технология занимает центральное место: жидкая холодная пластина . Но что это такое и почему он стал незаменимым инструментом для инженеров в отрасли от электромобилей до медицинских технологий?

Жидкая холодная пластина -это активный теплообменник, который использует циркулирующую жидкость для поглощения и переноса тепловой энергии от теплового устройства. Создавая прямой, проводящий путь от компонента к поверхности с жидкостью, он обеспечивает квантовый скачок в характеристиках охлаждения по сравнению с воздухом, что позволяет конструкциям, которые являются более мощными, надежными и компактными.

Статья

• Почему сегодня важна передовая жидкая охлаждение?

• Как работает жидкая холодная пластина?

• Каковы фундаментальные компоненты системы холодной пластины?

• Изучение различных технологий производства холодных пластин

• Какие материалы и жидкости участвуют?

• Каковы решающие преимущества по сравнению с воздушным охлаждением?

• Где используются эти передовые тепловые решения?

• Как вы выбираете идеальную холодную тарелку для вашего применения?

• Почему выбирают Winshare Thermal в качестве партнера по тепловому управлению?

Почему сегодня важна передовое жидкое охлаждение?

Неустанный привод для миниатюризации и повышенная плотность мощности в электронике создали тепловое узкое место. Такие компоненты, как IGBT, процессоры, графические процессоры и мощные батареи, генерируют огромное тепло на небольших участках. Воздушное охлаждение, которое опирается на рассеивающее тепло в окружающем воздухе через радиаторы и вентиляторы, сталкивается с фундаментальными физическими ограничениями. Воздух обладает низкой тепловой способностью, что означает, что он не может поглощать и переносить тепло так же эффективно, как жидкость.

Когда воздушное охлаждение недостаточно, устройства должны быть задушены (пробежать при более низкой производительности), распределенные дальше друг от друга или оснащены непрактично большими и шумными вентиляционными системами. Это может поставить под угрозу производительность, надежность и форм -фактор продукта. Жидкое охлаждение непосредственно решает эти проблемы, предлагая значительно более высокий коэффициент теплопередачи, что позволяет эффективно управлять высоким тепловым потоком компактным и тихим образом.

Как работает жидкая холодная пластина?

Принцип, стоящий за жидкой холодной пластинкой, элегантно прост, сочетающий два фундаментальных режима теплопередачи: проводимость и конвекция. Процесс разворачивается в непрерывном цикле, предназначенном для максимального удаления тепла.

Во-первых, тепловой компонент (например, модуль IGBT или батарея) монтируется непосредственно на плоскую поверхность холодной пластины. Тепло перемещается от компонента в пластину через проводимость . Эффективность этого начального переноса зависит от плоскостности поверхности и использования теплового материала раздела (TIM) для заполнения любых микроскопических воздушных зазоров.

Затем охлаждающая жидкость, такая как смесь с водой-гликолем, накачивается через сеть внутренних каналов или трубок, встроенных в пластину. Когда жидкость течет, она поглощает тепло от внутренних стен пластины посредством конвекции . Затем нагретая жидкость выходит из тарелки и перемещается в дистанционный теплообменник (как радиатор), где она выпускает тепло в окружающую среду, прежде чем рециркулировать обратно в холодную пластину, чтобы повторить цикл.

Каковы фундаментальные компоненты системы холодной пластины?

Хотя сама холодная пластина является ядром системы, она состоит из нескольких ключевых функций, которые обеспечивают ее правильную функцию. Понимание этих компонентов имеет решающее значение для оценки его дизайна и производительности.

• Монтажная поверхность: это плоская, точная область, где прикреплен источник тепла. Его материал и отделка поверхности имеют решающее значение для минимизации теплового сопротивления.

• Внутренний путь потока: это сеть каналов или трубок внутри пластины, через которую течет охлаждающая жидкость. Конструкция этого пути спроектирована для максимизации площади поверхности и турбулентности жидкости, повышая теплопередачу при балансировании падения давления.

• Входные и выходные порты: это точки соединения, где охлаждающая жидкость входит и выходит из холодной пластины. Они тщательно расположены для обеспечения даже распределения жидкости по внутренним каналам.

• Базовый материал: корпус холодной пластины, обычно изготовленного из алюминия или меди, обеспечивает структурную целостность и основную среду для теплопроводимости.

Изучение различных технологий производства холодных пластин

Не все жидкие холодные пластины созданы равными. Метод производства значительно влияет на производительность, стоимость и гибкость проектирования. В Winshare Thermal мы используем ряд передовых методов для разработки оптимального решения для каждого уникального применения.

Какие материалы и жидкости участвуют?

Выбор материалов и охлаждающей жидкости - это критическое инженерное решение, которое уравновешивает тепловые характеристики, вес, стоимость и химическую совместимость.

Материалы общей пластины:

• Алюминий: наиболее распространенный выбор из-за его превосходного баланса теплопроводности, низкого веса и экономической эффективности. Он легко обрабатывается, экструдирован и сварен.

• Медь: предлагает почти вдвое больше теплопроводности алюминия, что делает его предпочтительным выбором для применений с чрезвычайно высоким тепловым потоком. Тем не менее, это тяжелее и дороже.

Общие жидкости охлаждающей жидкости:

• Деионизированная вода: отличная тепловая жидкость с высокой теплоемкостью, но ее коррозионные свойства и низкая точка замораживания требуют ингибиторов и тщательной конструкции системы.

• Смеси воды-гликоля: добавляя этиленгликоль (EGW) или пропиленгликоль (PGW) в воду, точка замораживания снижается, и добавляется защита от коррозии, что делает его универсальным и популярным выбором для большинства промышленных и автомобильных применений.

• Диэлектрические жидкости: эти непроводящие жидкости используются в приложениях, где охлаждающая жидкость может вступить в прямой контакт с живой электроникой, обеспечивая электрическую безопасность.

Каковы решающие преимущества по сравнению с воздушным охлаждением?

Переход от воздуха к жидкому охлаждению обеспечивает множество преимуществ, которые открывают новые уровни свободы производительности и дизайна.

Где используются эти передовые тепловые решения?

Превосходные характеристики жидких холодных пластин делают их решением для широкого спектра требовательных отраслей-рынок, где Winshare Thermal имеет глубокий опыт.

• Новые энергетические транспортные средства (EV) и системы хранения энергии (ESS): поддержание оптимальной температуры батареи имеет решающее значение для производительности, срока службы и безопасности. Холодные пластины используются для охлаждения целых аккумуляторов, обеспечивая однородную температуру во время быстрой зарядки и разрядки.

• Электроника питания: мощные модули IGBT, выпрямители и инверторы, используемые в промышленных дисках, преобразователях возобновляемых источников энергии и транспортных системах, генерируют огромное количество отработанного тепла, которым можно эффективно управлять только с помощью жидкого охлаждения.

• Медицинские технологии. Оборудование, такое как медицинские лазеры, диагностические системы визуализации (КТ, МРТ) и секвенсоры ДНК, требуют точного контроля температуры для точности работы и надежности, что делает жидкие холодные пластины идеальным выбором.

• Телекоммуникации и центры обработки данных: По мере того, как серверные процессоры становятся более мощными, жидкое охлаждение применяется для охлаждения процессоров и других мощных компонентов непосредственно, что обеспечивает более высокую плотность стойки и повышенную энергоэффективность.

Как вы выбираете идеальную холодную тарелку для вашего применения?

Выбор правильной жидкой холодной пластины не является универсальным процессом. Это требует целостного анализа тепловых, механических и экономических требований вашей системы. Ключевые факторы, которые следует учитывать, включают:

• Тепловая нагрузка: сколько тепла (в ваттах) необходимо рассеять?

• Максимальная температура: какова максимально допустимая температура для компонента?

• Динамика жидкости: какова доступная скорость потока и приемлемое падение давления для охлаждающей жидкости?

• Механические ограничения: каковы требования к размеру, весу и монтаж?

• Факторы окружающей среды: будет ли система работать в коррозийной или высокой вибрации?

В начале процесса проектирования в начале проектирования взаимодействие с экспертом по тепло управлению является наиболее эффективным способом навигации на эти соображения. Благодаря расширенному тепловому моделированию и прототипированию, оптимальная конструкция может быть достигнута, сбалансируя производительность и эффективно затрат.

Почему выбирают Winshare Thermal в качестве партнера по тепловому управлению?

Понимание того, что жидкая холодная пластина - только начало. Внедрение правильного решения требует партнера с глубоким инженерным опытом и передовыми производственными возможностями. В Winshare Thermal мы больше, чем просто поставщик компонентов; Мы являемся вашим специализированным партнером по решению теплового управления.

Наша универсальная модель обслуживания охватывает каждый этап вашего проекта, от первоначальной концепции и теплового моделирования до быстрого прототипирования и массового производства больших объемов . Мы специализируемся на передовых методах производства, включая высокопроизводительную сварку трения (FSW) , для обеспечения надежных, без утечки и термически превосходных холодных пластин, адаптированных к вашим точным потребностям. Наш опыт в новом энергетическом, промышленном и медицинском секторах означает, что мы понимаем уникальные проблемы, с которыми вы сталкиваетесь.

Если вы готовы раздвинуть границы производительности и надежности в своем следующем проекте, наша команда инженеров здесь, чтобы помочь вам разработать и реализовать идеальное решение для жидкого охлаждения. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить вашу тепловую задачу.