應(yīng)用液態(tài)金屬的換流閥散熱技術(shù)研究.pdf

1、根據(jù)摩爾定律，集成電路的集成度將以每18到24個月便翻一倍的速度增長，隨之器件發(fā)熱功率也將提高，進(jìn)而對器件內(nèi)部的熱展開效率以及外圍的散熱速度都有更高的要求。電力電子領(lǐng)域亦是如此。絕大多數(shù)應(yīng)用IGBT模塊的換流閥均采用水冷系統(tǒng)。水冷卻系統(tǒng)散熱技術(shù)成熟且具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，但隨著電力電子器件散熱功率的提高，傳統(tǒng)的水冷系統(tǒng)將逐漸無法滿足電力電子器件的散熱需求。本文圍繞液態(tài)金屬應(yīng)用于電力電子器件散熱，從散熱工質(zhì)、理論，冷板乃至散熱系統(tǒng)等多方面對液

2、態(tài)金屬散熱技術(shù)在電力電子領(lǐng)域中的應(yīng)用展開了研究。
　　由于液態(tài)金屬的應(yīng)用技術(shù)還不夠成熟，將其應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域還存在諸多問題，關(guān)于此方面的研究鮮見論文報道。本文創(chuàng)造性地提出了將液態(tài)金屬作為冷卻工質(zhì)應(yīng)用于電力電子器件散熱系統(tǒng)中的熱展開環(huán)節(jié)，應(yīng)用Ansys Fluent軟件對散熱系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，以及針對不同的冷板模型進(jìn)行局部元件散熱性能分析，并設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在一定程度上驗(yàn)證了液態(tài)金屬散熱技術(shù)應(yīng)用于大功率電力電子器件散熱的可能性

3、，并對其散熱效果做出了評估。具體工作內(nèi)容如下:
　　1.對IGBT的散熱技術(shù)以及液態(tài)金屬的研究應(yīng)用水平進(jìn)行調(diào)研。
　　2.對液態(tài)金屬散熱技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行理論分析計(jì)算，并對其應(yīng)用于電力電子器件散熱可能遇到的問題進(jìn)行理論分析。
　　3.針對現(xiàn)有的傳統(tǒng)水冷散熱系統(tǒng)模型，利用數(shù)值模擬分析技術(shù)，替換其散熱工質(zhì)分別為去離子水和液態(tài)金屬，對比分析其散熱效果，選出散熱系統(tǒng)的最優(yōu)方案，為系統(tǒng)散熱性能提高提供參考。
　　4.針對冷板模