Sistem penyejukan paip haba seramik untuk komponen magnet berkuasa tinggi
Struktur dan prinsip kerja paip haba seramik adalah serupa dengan paip haba logam (seperti paip haba air tembaga). Walau bagaimanapun, paip paip haba seramik disinter daripada kekonduksian haba yang tinggi, bahan seramik tidak berliang, dan teras penyerap cecair dipecat daripada seramik berliang, yang diisi dengan bendalir kerja di dalamnya. Apabila haba digunakan pada satu hujung saluran paip (penyejat), bendalir di dalam saluran paip akan menyejat, dan kemudian wap akan mengalir ke hujung saluran paip (kondenser) yang lain, yang biasanya bersentuhan dengan radiator atau medium penyejuk. . Apabila stim membebaskan haba ke hujung yang lebih sejuk, ia terpeluwap menjadi cecair dan kembali ke bahagian penyejat melalui tindakan kapilari dalam bahan seramik berliang. Ulangi kitaran ini untuk memindahkan haba secara berkesan dari hujung saluran paip ke hujung yang sejuk.
Paip haba seramik terawal boleh dikesan kembali ke tahun 1975. Paip haba seramik awal diperbuat daripada silikon karbida (SiC) dan menggunakan natrium sebagai bendalir kerja. Pemendapan wap kimia lapisan tungsten (W) yang dilekatkan pada permukaan dalaman tiub boleh menghalang interaksi antara bahan dinding natrium dan seramik. Fungsi paip ini telah disahkan secara eksperimen pada suhu setinggi 1100 darjah C dan digunakan untuk aplikasi suhu tinggi, tetapi ia mahal untuk dikeluarkan.
Transformer frekuensi tinggi yang digunakan dalam stesen pengecasan, kotak pengecasan, dan aplikasi lain terutamanya terdiri daripada teras magnet, belitan, dan bahan penebat untuk belitan tetap. Biasanya, teras magnet diperbuat daripada bahan magnet seperti ferit untuk memenuhi penunjuk prestasi seperti tindak balas frekuensi dan kehilangan teras magnet. Transformer frekuensi tinggi menjana sejumlah besar haba disebabkan oleh rintangan haba Joule dan kehilangan arus pusar, dan mengejar volum yang lebih kecil menghalang pengudaraan yang berkesan dan pelesapan haba. Oleh itu, adalah perlu untuk mereka bentuk sistem pelesapan haba yang berkesan untuk badan pengubah dan papan litar PCB untuk mengelakkan peranti terlalu panas dan memastikan operasi yang boleh dipercayai. Ini boleh dicapai melalui pelbagai kaedah, seperti penyejukan udara paksa, penyejukan cecair, atau skema penyejukan campuran.
Dalam pemilihan sistem penyejukan untuk stesen pengecas kenderaan elektrik (kotak pengecas), kaedah penyejukan campuran paip haba yang digabungkan dengan plat penyejuk cecair boleh digunakan untuk membantu peranti kuasa seperti MOSFET dan peranti magnet (seperti induktor dan transformer) hilang. cepat panas. Penyelesaian pertama adalah untuk memaksa peredaran udara di dalam perumahan pengecas, sambil memindahkan haba ke plat penyejuk cecair melalui radiator sirip aluminium dan pemasangan paip haba. Penyelesaian kedua adalah untuk membungkus komponen magnet dan paip haba bersama dengan resin epoksi pengalir haba, dan memindahkan haba ke plat penyejuk cecair melalui komponen paip haba
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa paip haba dan komponen magnet skema kedua boleh menukar haba sepenuhnya, memindahkan haba ke plat sejuk cecair dengan rintangan haba yang sangat rendah. Walau bagaimanapun, penyelesaian pertama mempunyai prestasi penyejukan yang lebih rendah daripada penyelesaian pengedap paip haba disebabkan oleh ketidakupayaan radiator sirip aluminium untuk menghubungi sepenuhnya komponen magnetik.
Walau bagaimanapun, terdapat sejumlah besar kehilangan arus pusar dalam sink haba logam dalam skema penyejukan semasa, seperti sink haba bersirip aluminium dan paip haba kuprum. Kehilangan arus pusar yang disebabkan oleh komponen magnetik ini mempunyai kesan buruk terhadap prestasi dan kebolehpercayaan pengecas. Seramik ialah bahan penebat elektrik yang menghalang penjanaan arus dan oleh itu tidak menghasilkan arus pusar, dengan berkesan menghapuskan kehilangan arus pusar. Ia amat sesuai untuk menyejukkan komponen magnet frekuensi tinggi, seperti induktor dan transformer frekuensi tinggi.
Paip haba seramik menyediakan penyelesaian penyejukan yang tahan terhadap suhu tinggi, tahan lama dan kehilangan rendah untuk peranti elektronik magnetik frekuensi tinggi. Walau bagaimanapun, ia juga menghadapi isu kos yang tinggi disebabkan oleh proses pembuatan yang kompleks dan rantaian bekalan yang tidak matang. Pada masa ini, permintaan untuk pengecasan pantas DC meningkat dengan pesat, dan cabaran pelesapan haba bagi komponen magnet berkuasa tinggi dan frekuensi tinggi dalam aplikasi pengecasan kenderaan elektrik semakin meningkat. Ini pasti akan menyerlahkan kehilangan magnetik radiator logam yang tidak mencukupi, dan kelebihan paip haba seramik dalam menghapuskan kehilangan arus pusar akan dikuatkan. Oleh itu, teknologi pelesapan haba pasif dua fasa penebat yang diwakili oleh paip haba seramik dijangka membuka prospek baharu dalam bidang pengurusan haba peralatan elektronik kuasa tinggi dalam kenderaan elektrik.
