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双相与单相水冷板在IGBT之性能实验研究

双相水冷板(cold plate)、接端溫度(junction temperature)、絕緣柵雙極電晶體(IGBT)

    本實驗是新竹清华大学先进冷却散热实验室协助東元電機綜合研究所新建之水冷板(cold plate)性能測試環路驗證各廠牌設計之水冷板性能。本文詳細述說水冷板測試環路之各部元件及其功能之目的，並由水冷板進出口溫度分佈了解其熱傳行為是單相還是雙相行為。進一步分析以5個水冷板為一個水冷板的模塊中，在等功率(Equal heat load)加熱下之每個水冷板之接端溫度(T_J)之比較。每個水冷板底下有3個模擬IGBT晶片的加熱銅塊模擬加熱功率及接端溫度。

    實驗結果分析Parker、SK及新竹清大設計之ACL(I) 水冷板中，從溫度的變化分析ACL(I)都是等溫的雙相熱傳，而Parker 及SK 則為少部分雙相，大部分為單相之流體溫度上升的熱傳。每个水冷板在环温46℃时都可以达到移热800W的功率，在此功率下，每个水冷板3个接端温度之最大温度SK最高为92.7℃，Parker次之为80.1℃，ACL(I) 最低为76.5℃。如果IGBT以100℃为界线，在46℃时ACL(I)温度为94.3℃，其他Parker与SK都超过100℃。从3个接端温度之分布，ACL-Type是最均温的，其次是Parker，SK的均温性是最差的。