久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

隨著開關(guān)電源向高頻、小型化發(fā)展，其功率密度不斷提高，電源發(fā)熱問題變得不可忽視。溫度是影響開關(guān)電源可靠性的重要因素之一。當(dāng)器件溫度高于其額定工作溫度時，每升高10℃，器件可靠性下降一半，溫度超過極限值將導(dǎo)致器件損壞，造成電源失效。除了選用低功耗器件及優(yōu)化拓?fù)錅p小模塊發(fā)熱量外，高效可靠的冷卻方式成為開關(guān)電源向高功率密度方向發(fā)展的關(guān)鍵。

日前，中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院大學(xué)的研究人員溫英科、阮琳指出，高效可靠的冷卻技術(shù)是開關(guān)電源向高功率密度方向發(fā)展的迫切需求。為了實現(xiàn)開關(guān)電源的高效散熱，克服傳統(tǒng)冷卻方式效率低、系統(tǒng)復(fù)雜、電源溫升高等缺點，將全浸式蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于開關(guān)電源冷卻領(lǐng)域。有關(guān)研究成果已發(fā)表在2018《電工技術(shù)學(xué)報》第18期上，題目為“全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源熱分析及實驗”。

據(jù)了解，傳統(tǒng)的冷卻方式有三種：自然對流冷卻、強迫風(fēng)冷散熱、強迫水冷散熱。鑒于空冷（自然對流、強迫風(fēng)冷）散熱能力有限，強迫水冷散熱系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低的現(xiàn)狀，開關(guān)電源迫切需要一種冷卻能力強、安全可靠的冷卻方式。與空冷、水冷依靠冷卻介質(zhì)帶走熱量的方式截然不同，蒸發(fā)冷卻技術(shù)利用高絕緣、低沸點的冷卻介質(zhì)受熱沸騰時的汽化潛熱帶走熱量。

當(dāng)前，常用的蒸發(fā)冷卻形式有全浸式、表貼式、管道內(nèi)冷式以及噴淋式，并且由發(fā)熱體的結(jié)構(gòu)及發(fā)熱特征來決定冷卻方式的選取。開關(guān)電源熱源具有數(shù)量多、分布離散、發(fā)熱不均勻、熱源幾何形狀復(fù)雜的特點，采用全浸式蒸發(fā)冷卻將電源模塊直接浸沒于冷卻介質(zhì)中，發(fā)熱器件可與冷卻介質(zhì)充分直接接觸，冷卻效果好，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，是將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于開關(guān)電源的首選結(jié)構(gòu)形式。

圖1 全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源主電路結(jié)構(gòu)

研究人員以一臺12V/2kW開關(guān)電源為例，從理論分析、仿真建模及實驗驗證角度對全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源熱特性進(jìn)行研究，并與強迫風(fēng)冷開關(guān)電源熱特性進(jìn)行對比研究。仿真及實驗驗證了理論分析的正確性，證實了全浸式蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于開關(guān)電源冷卻的可行性及技術(shù)優(yōu)勢。

圖2 全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源溫度測試系統(tǒng)示意圖

全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源不僅冷卻結(jié)構(gòu)簡單，而且具有穩(wěn)態(tài)溫升低、溫度分布均勻、無局部過熱點和動態(tài)過程熱應(yīng)力小的優(yōu)點。另外，全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源無需特殊的風(fēng)道設(shè)計，在器件布局靈活性及縮小電源體積、提高電源功率密度方面有較大優(yōu)勢。

全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源開機過程中器件溫度變化率低，關(guān)機過程中無瞬間溫度過沖，減小了溫度變化帶來的熱沖擊和熱應(yīng)力，提高了電源運行可靠性，適應(yīng)了開關(guān)電源的冷卻需求，在開關(guān)電源冷卻領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。