С ростом применения мощных лазеров, радиочастотных устройств и высокоскоростных оптоэлектронных модулей в таких отраслях, как производство, связь и здравоохранение,управление тепловым режимомстало критически важным фактором, влияющим на производительность и надежность системы. Традиционные методы охлаждения становятся всё более неэффективными в условиях растущей плотности мощности. В последние годымикроканальное охлаждениезарекомендовал себя как высокоэффективное решение для активного охлаждения, играющее ключевую роль в преодолении этих проблем.
1. Что такое микроканальное охлаждение?
Микроканальное охлаждение — это технология создания микронных канальных структур внутри охлаждающей подложки, обычно изготовленной из меди или керамики. Охлаждающая жидкость (например, деионизированная вода или растворы на основе гликоля) протекает по этим каналам, эффективно отводя тепло от поверхности устройства посредством теплообмена между жидкостью и твёрдым телом. Ширина этих каналов обычно составляет от десятков до нескольких сотен микрометров, отсюда и название «микроканал».
2. Преимущества микроканального охлаждения
По сравнению с традиционными методами, такими как воздушное охлаждение или стандартные пластины с водяным охлаждением, микроканальная технология обеспечивает ряд заметных преимуществ:
①Чрезвычайно высокая эффективность теплопередачи:
Большое соотношение площади поверхности к объему микроканалов значительно улучшает теплопроводность и конвекцию, обеспечивая рассеивание тепла мощностью в несколько сотен ватт на квадратный сантиметр и более.
②Отличная однородность температуры:
Поток жидкости в микроканалах обеспечивает равномерное распределение тепла, помогая избегать локальных горячих точек.
③Компактная структура:
Микроканальные охладители можно интегрировать непосредственно в корпус устройства, что экономит место и позволяет создать компактную систему.
④Настраиваемый дизайн:
Форму каналов, количество и скорость потока можно настроить в соответствии с тепловым профилем устройства.
3. Типичные области применения микроканального охлаждения
Микроканальное охлаждение демонстрирует уникальные преимущества в различных устройствах с высокой мощностью или высоким тепловым потоком:
①Мощные лазерные решетки (например, лазерные линейки):
Помогает поддерживать стабильность температуры кристалла, улучшая выходную оптическую мощность и качество луча.
②Оптические модули связи (например, усилители EDFA):
Обеспечивает точный термоконтроль и продлевает срок службы устройства.
③Силовая электроника (например, модули IGBT, радиочастотные усилители):
Предотвращает перегрев при высоких нагрузках, повышая надежность системы.
④Медицинские и промышленные лазерные системы обработки:
Обеспечивает термостабильность и точность обработки при непрерывной эксплуатации.
4. Ключевые моменты при проектировании микроканального охладителя
Успешная система микроканального охлаждения требует комплексного проектирования:
①Геометрия канала:
Такие параметры, как прямые, змеевидные или ступенчатые каналы, должны соответствовать распределению теплового потока устройства.
②Выбор материала:
Материалы с высокой теплопроводностью (например, медь или керамические композиты) способствуют быстрой передаче тепла и стойкости к коррозии.
③Оптимизация динамики жидкости:
Расход, перепад давления и тип охлаждающей жидкости должны обеспечивать баланс тепловой эффективности и энергопотребления.
④Точность изготовления и герметизация:
Изготовление микроканалов требует высокой точности, а эффективная герметизация имеет решающее значение для обеспечения долговременной надежности.
5. Резюме
Микроканальное охлаждение быстро становитсяосновное решение для управления температурой электронных устройств высокой плотности мощности, особенно в приложениях, требующих эффективного, компактного и точного охлаждения. Благодаря постоянному развитию технологий упаковки и производства, микроканальные решения будут продолжать развиваться, способствуя повышению производительности устройств и созданию более компактных систем.
6. О нас
Люмиспотпредлагает продуманные возможности проектирования и производства для микроканальных охлаждающих решений,wМы стремимся предоставлять клиентам эффективные и надёжные решения для терморегулирования, помогающие устройствам работать максимально эффективно. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о разработке и применении микроканальных систем охлаждения.
Время публикации: 12 июня 2025 г.