이 연구에서는 고주파 스위칭 전력 전자 장치 냉각을 위한 심지 없는 증기 챔버의 성능을 평가하였다. 증기 챔버는 2 mm 두께의 구리 판으로 제작되었으며, 증발기 측은 균일하게 초소수성 표면으로, 응축기 측은 패턴화된 친수성 표면으로 처리하였다.
실험 설정에서는 TO-247-3 패키징의 고전도 저항 MOSFET 2개를 병렬로 연결하고 100 kHz로 스위칭하여 고주파 전력 전자 장치의 열 발생을 모사하였다. 증기 챔버는 MOSFET 위에 직접 장착되었으며, 외부 팬에 의한 공냉으로 응축기 측의 열을 제거하였다.
다양한 충전비에 대해 실험을 수행한 결과, 패턴화된 응축기를 가진 증기 챔버가 가장 우수한 성능을 보였다. 충전비 52%에서 열저항이 0.046 K/W로 가장 낮게 나타났다. 이는 패턴화된 응축기가 응축 열전달을 향상시키고 과열 방지에 효과적이기 때문이다.
전반적으로 이 연구는 심지 없는 증기 챔버가 공냉 방식으로도 고주파 전력 전자 장치의 효과적인 열 관리에 활용될 수 있음을 보여준다. 향후 증기 챔버의 두께를 더욱 줄이는 연구가 필요할 것으로 보인다.
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by Arani Mukhop... о arxiv.org 05-01-2024
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