Ученые из Петербурга предложили охлаждать силовую электронику кипящей жидкостью
В России запатентовали новую систему отвода тепла для высоконагруженной электроники. Разработка специалистов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого обходится без насосов, вибрационных элементов и вентиляторов.
В основе технологии — двухфазное, или «кипящее», охлаждение. Электронные компоненты погружают в специальную жидкость, которая не проводит электричество. Возле нагретых деталей она закипает, а образовавшийся пар поднимается и уносит тепло. Затем он остывает, снова превращается в жидкость и возвращается к горячим участкам.
В других подобных системах движение жидкости и пара поддерживают насосы, вибрационные элементы или миниатюрные вентиляторы. В разработке СПбПУ эту задачу выполняет неподвижная вставка рядом с ребристым радиатором. Она помогает пузырькам пара подниматься, а более холодной жидкости — поступать к нагретым зонам. Кроме того, вставка разрушает паровую пленку на поверхности радиатора, которая мешает отводу тепла.
Во время экспериментов температура силового модуля снизилась со 140 до 132 градусов — примерно на 6%. Исследователи также смогли менять температуру модуля без изменения нагрузки, регулируя положение пассивного элемента.
Разработку можно применять в силовых преобразователях энергетического оборудования, на транспорте, а также в системах охлаждения дата-центров, в том числе вычислительных комплексов для искусственного интеллекта.
Силовая электроника — инверторы, преобразователи и системы управления — сильно нагревается во время работы. Если тепло не отводить, оборудование может перегреться и выйти из строя. Поэтому электронные компоненты охлаждают, в том числе с помощью специальных жидкостей, которые не проводят электричество.
