전력제어용히트파이프사례연구

도전

산업용가전제품제조업체는방열판공간이매우제한된새로운전력컨디셔닝및제어시스템을갖추고있었습니다。이새로운시스템은50°C최대주변온도조건으로인해작은열창과가까운거리에3개의고출력IGBT를장착했습니다。프로젝트의복잡성을악화시키기위해10분마다1분동안전력을두배로늘리는일시적인조건이시스템에있었습니다。보이드코퍼레이션의열사업부인Aavid는이정도의전력은아니지만유사한폼팩터를가진다른많은프로젝트를지원했습니다。

방열판에보관된캐비닛에는강제대류를위한두개의팬이있었지만공기흐름은可控硅을냉각하기위해다른방열판과공유되었습니다。방열판은사용가능한모든공기를강제로강제로완전히덕트했지만,시스템의상단은제한의된65%공기흐름을당황하게하여막혀있었습니다。새로운방열판설계는전체캐비닛을통해공기흐름대압력강하의어려운균형을염두에두어야합니다。

솔루션

Aavid는과거에유사한응용분야문제를압출솔루션으로해결한적이있지만이번과같은고전력의경우에는압출핀의밀도가충분하지않았습니다。열전달용표면적을키우기위해보다높은핀밀도를갖는접속핀방식이선택되었습니다。그다음성능개선영역은국소적인핫스팟의온도를낮추기위해최대한많은전력을기저부전체에퍼뜨리는것이었습니다。각IGBT아래에여러개의히트파이프를사용하여각장치의유효설치면적을키웠습니다。이로인해IGBT바로위에있지않은핀속으로열이쉽게들어가게되었습니다。

베이스에내장된히트파이프9는분정상상태의열요구사항을충족하는데도움이되었지만이중전력1분과도상태에대한성능은여전히부족했습니다。히트싱크에성능범프를제공하기위해,히트파이프는베이스의상단에서다음지느러미의중간을통해실행되었다。지느러미의중간에열을수송하여,베이스에서가장멀리지느러미팁이더효과적이되었다。

광범위한열관련CFD설계작업에이어프로토타입을제작하여테스트해보니,통과를받을만한결과가나왔습니다。이설계는이제성공적인대량생산에들어갔습니다。

최종결과는일반적인압출또는일반접합핀방열판보다더많은부피를차지하지않는매우효율적인방열판이었다。

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