水冷プレートを徹底解説

制御、変換、駆動システム、信号伝送、および新エネルギー（新エネルギー車用パワーバッテリー、UPS、エネルギー貯蔵システム、大型サーバー、太陽光発電インバータ、SVG/SVC アプリケーションの冷却を含む）などの新興分野を含むパワー エレクトロニクスの分野では、高効率、低ノイズ、一貫した低温動作の追求が最も重要です。ただし、スペースが限られているため、理想的な製品開発を達成するには熱放散が大きな課題となることがよくあります。このようなシナリオでは、効率的な熱管理のための好ましいソリューションとして、主に水冷プレートを使用した液体冷却技術が浮上します。

水冷プレートの構成部品

包括的な水冷プレート システムは、冷却プロセスに不可欠ないくつかの主要コンポーネントで構成されています。これらのコンポーネントには次のものが含まれます。

1.水冷ブロック: システムの心臓部であるこの金属ブロックは通常銅またはアルミニウムで作られており、複雑な内部水路を備えています。 CPUなどの部品に直接接触し、発生する熱を吸収します。

2.循環液: 循環液の主な機能は、コンポーネントの熱を飲み込み、効率的に除去することです。高い熱吸収能力により、温度変化を最小限に抑えます。

3.ウォーターポンプ: ポンプはシステム内で循環液を推進することを目的としています。液体が水冷ブロックで CPU から熱を吸収すると、液体はポンプで排出され、新鮮で低温のジュースが冷却プロセスを継続できるようになります。

4.水パイプライン： 水ポンプ、水冷ブロック、および場合によっては水タンクまたは熱交換器を接続する水パイプラインは、循環流体の閉ループチャネルを形成します。密閉された循環経路を維持し、漏れを防ぐ必要があります。

水冷プレートの構造変更

水冷プレートにはさまざまな構造形式があり、それぞれ特定の冷却ニーズに対応します。

1.ろう付けプロセス: 熱流束密度が高いシナリオに最適なこのプロセスには、ガスから保護された環境でコンポーネントを溶接することが含まれます。このプロセスでは、銅、または 1 シリーズおよび 3 シリーズのアルミニウム材料が一般的に使用されます。

2.埋設パイププロセス: 片面機器の設置に適したこの方法では、銅管を平らにし、アルミニウム板と同時にフライス加工を行います。これにより、全体の構造を軽量に保ちながら、銅管の熱伝導率が最大化されます。

3.溶接パイププロセス： このプロセスは、銅板および銅管を使用する場合に適しています。板厚が薄くなり軽量化につながります。

4.両面クランププロセス: この簡単でコスト効率の高いプロセスには、プレートの両面にデバイスを取り付けることが含まれます。多くの場合、アルミニウム板やアルミニウム、銅、ステンレス鋼のチューブが使用されます。

5.摩擦圧接プロセス： 高度な航空宇宙産業技術を利用して、摩擦圧接（FSW）は銅またはアルミニウム板に直接流路を形成します。高信頼性要件、高い熱流束密度、複雑な流路設計を伴うアプリケーションに優れています。基板上に溝が作成され、ろう付け、拡散、または摩擦溶接によってシールされます。

水路の形成方法

熱管理業界の水冷プレートは主に 4 つの水路形成方法を採用しています。

1.埋設パイプタイプ： アルミニウム合金板にCNCフライスで溝を彫り、その溝に銅パイプを埋め込み、隙間を熱伝導性接着剤で埋める工法です。

2.真空ろう付けタイプ： CNC機械加工により、アルミニウムプレートに必要な水路形状を作成します。水路の上にカバープレートを置き、カバープレートとアルミニウムプレートの間にろう材を塗布し、真空ろう付け炉で焼き付けます。

3.電子ビーム溶接水路タイプ： CNC加工によりアルミ板を水路に変形させます。カバープレートも同様に機械加工され、水路を覆い、電子ビーム溶接を使用して溶接されます。

4.摩擦撹拌接合水路タイプ： アルミ板にCNC加工により水路を成形し、対応するカバープレートを製作します。これらのコンポーネントは組み立てられ、接合には摩擦撹拌溶接が採用され、堅牢なシールが確保されます。

水冷プレートは放熱のために使用される装置です。その原理は、水の高い熱伝導率を利用して放熱源から水冷板に熱を伝え、水冷板の放熱面から熱を放散することです。水冷パネルは高効率、静音性、信頼性などの利点があり、電子機器、産業機器などの分野で広く使用されています。

Winshare Thermal は、水冷ラジエーターの分野で第一人者としての地位を確立し、 プロフェッショナルなカスタマイズ機能を提供し、 さまざまな用途に合わせた冷却ソリューションを提供します。コールド プレートに関するご質問がある場合、またはカスタマイズされた冷却ソリューションが必要な場合は、お気軽にコメントまたはメールで Winshare までご連絡ください。