Page 54 - 电力与能源2024年第一期
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48 王德辉，等：应用液态金属的电力电子器件散热器设计
图 5 液态金属散热系统温度云
图 7 液态金属散热系统与原散热系统的散热性能比较
热水在流量不变的情况下需增加压降。
综上所述，系统使用液态金属作为散热工质
并 对 原 结 构 进 行 改 进 后 ，最 高 温 度 可 以 下 降
20.4%，总热阻下降 57.1%，同时，冷板的结构和
材料、流道尺寸与流量都有所改变，冷板外形尺寸
减小了 82.2%，但是系统散热水循环使用的水泵
需在流量不变的情况下增加泵压。
3 结语
本文分别针对传统散热系统进行不同散热工
质和冷板材料以及使用液态金属后的改进系统进
图 6 液态金属散热系统流线图
行仿真，并进行对比分析。由仿真结果可知，传统
了 57.1%，冷板体积下降了 82.2%，在换热面积减 散热系统的散热方式虽然对换流阀工作温度要求
小的情况下提高了散热性能。 留有 8 ℃左右的余量来应对电力电子器件的瞬态
系统采用液态金属散热系统后，液态金属循 工作状态发出的热量，但是仍具有一定的危险性。
环系统的总压降为 53 kPa，水的压降较原结构增 改变冷板材料、散热工质以及结构后的散热效果
加了 2.68 倍。液态金属循环系统使用电磁泵，其 均有不同程度的提高，其中采用铜作为冷板材料，
泵功率较传统水泵大，系统压降和流量可以实现， 搭配液态金属作为散热工质的散热性能最好。其
系统若采用加入液态金属的二级散热系统，则散 （下转第 128 页）
