Selezione della tecnologia delle piastre di raffreddamento a liquido


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Calcolare la resistenza termica di una piastra di raffreddamento a liquido

Per selezionare la piastra di raffreddamento più giusta per la propria applicazione, è necessario conoscere la portata del flusso del fluido di raffreddamento, la temperatura di ingresso del fluido, il carico termico dei dispositivi collegati alla piastra di raffreddamento e la temperatura superficiale massima desiderata della piastra di raffreddamento, Tmax. A partire da questi dati è possibile determinare la resistenza termica massima consentita per la piastra di raffreddamento.

Per prima cosa, calcolare la temperatura massima del fluido in uscita dalla piastra di raffreddamento, Tout. È un passaggio importante perché se Tout è superiore a Tmax, il problema non ha soluzione.



In alternativa, è possibile utilizzare i grafici di capacità termica disponibili nella nostra Guida di riferimento termica della biblioteca tecnica. Questi grafici descrivono la variazione di temperatura, ΔT, che avviene lungo il percorso del fluido. Per calcolare Tout, aggiungere ΔT alla temperatura di ingresso, Tin.

Supponendo che Tout sia inferiore a Tmax, il passaggio successivo è calcolare la resistenza termica normalizzata (θ) richiesta per la piastra di raffreddamento utilizzando questa equazione:



Qualsiasi tecnologia di piastra di raffreddamento che fornisca una resistenza termica normalizzata inferiore o uguale al valore calcolato rappresenterà una soluzione adatta.




Esempi di selezione di una piastra di raffreddamento a liquido



Una piastra di raffreddamento viene utilizzata per raffreddare un IGBT 2˝ x 4˝ che genera 500 W di calore. Viene raffreddato con acqua a 20°C a una portata di flusso di 0,5 gpm. La temperatura della superficie della piastra di raffreddamento non deve superare i 55°C.

Valori noti:

Tin: 20°C, Tmax: 55°C, Q: 500 watt, Area: 8 in2

Dobbiamo calcolare Tout e θ.

Per prima cosa calcoliamo Tout. Utilizzando i grafici della capacità termica nel nostro riferimento tecnico, possiamo vedere che la variazione di temperatura per 500 W a una portata di flusso di 0,5 gpm è di 4°C. Pertanto Tout = 20°C + 4°C = 24°C.

Tout è inferiore a Tmax pertanto possiamo passare alla seconda parte del problema. La resistenza termica richiesta è data da questa equazione:



Segniamo quindi questo punto sul grafico della resistenza termica normalizzata. Qualsiasi tecnologia al di sotto di questo punto soddisferà i requisiti termici. CP15, CP20, e CP30 forniscono la resistenza termica necessaria. Ma dal momento che il fluido di raffreddamento è l'acqua, deve essere considerata solo la piastra di raffreddamento CP15.


Scopri di più sulle nostre opzioni di piastre di raffreddamento a liquido nella nostra sezione Piastre di raffreddamento a liquido

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