Eine Kühlplattentechnologie auswählen

Eine Kühlplattentechnologie auswählen

Für die Auswahl einer Kühlplatte, die optimal zu Ihrer Anwendung passt, müssen Sie die Durchflussmenge der Kühlflüssigkeit, die Eintrittstemperatur der Flüssigkeit, die Verlustleistung der an die Kühlplatte angeschlossenen Geräte sowie die maximal gewünschte Temperatur der Kühlplattenfläche, T_max, kennen. Mit diesen Werten können Sie den maximal zulässigen Wärmewiderstand der Kühlplatte berechnen.

Berechnen Sie zuerst die Höchsttemperatur der Flüssigkeit, wenn diese die Kühlplatte verlässt, T_out. Das ist wichtig, denn wenn T_out höher ist als T_max, dann gibt es für das Problem keine Lösung.

T_out kann mit der Gleichung für thermische Leistung gelöst werden:

Statt dessen können Sie auch den Graphen für thermische Leistung in unserer technischen Referenz verwenden. Diese Graphen beschreiben die Temperaturänderung, T, welche sich im Verlauf der Flüssigkeitspassage ergibt. Für die Bestimmung von T_out fügen Sie T der Eintrittstemperatur, T_in, hinzu.

Wenn wir davon ausgehen, dass T_out geringer ist als T_max, dann besteht der nächste Schritt darin, den erforderlichen standardisierten Wärmewiderstand () für die Kühlplatte anhand dieser Gleichung zu berechnen:

Jede Kühlplattentechnologie, welche einen gegenüber dem berechneten Wert geringeren oder gleichen standardisierten Wärmewiderstand bietet, ist als Lösung geeignet.

Beispiel:

Eine Kühlplatte wird für die Kühlung eines 2" x 4" (5,08 cm x 10,16 cm) IGBT verwendet, das 500 W Wärme erzeugt. Gekühlt wird mit Wasser bei 20 °C und einer Durchflussmenge von 0,5 gal/min (1,89 l/min). Die Fläche der Kühlplatte darf 55 °C nicht überschreiten.

Bekannt ist:
T_in: 20 °C, T_max: 55 °C, Q: 500 Watt, Fläche: 8 in² (51,61 cm²)

Wir müssen T_out und   berechnen.
Zuerst berechnen wir T_out. Mithilfe des Graphen für thermische Leistung in unserer technischen Referenz  können wir sehen, dass die Temperaturänderung für 500 W bei einer Durchflussmenge von 0,5 gal/min (1,89 l/min) 4 °C beträgt. Darum ist T_out = 20 °C + 4 °C = 24 °C.

T_out ist geringer als T_max, so dass wir den zweiten Teil des Problems lösen können. Der erforderliche Wärmewiderstand ist in dieser Gleichung angegeben:

 

Wir stellen diesen Punkt nun auf dem Graphen mit dem standardisierten Wärmewiderstand dar. Jede Technologie unterhalb dieses Punktes ist für die erforderliche thermische Leistung geeignet. Die CP15, CP20, CP25  und CP30  bieten den erforderlichen Wärmewiderstand. Da aber als Kühlflüssigkeit Wasser eingesetzt wird, sollten Sie nur die Kühlplatten CP15 und CP25 in Betracht ziehen.