Optimierte Pulsierende Heatpipe Designs zur Kühlung von Leistungselektronik Translated title: Optimized pulsating heat pipe designs for cooling of power electronics

Abstract

Der Trend der Miniaturisierung führt dazu, dass elektronische Geräte auf kleinstem Raum verbaut werden und gleichzeitig einen erhöhten Funktionsumfang erfüllen müssen. Um die geforderten Leistungsdichten zu realisieren, werden zunehmend moderne Leistungshalbleiter mit sehr kleinen Abmessungen verwendet. Durch die Miniaturisierung der Leistungselektronik ist vor allem die Wärmespreizung von kleinen Heizquellen von Interesse, d.h. die Heizquelle befindet sich in der Mitte und die Wärme wird über eine größere Fläche verteilt. Mit sogenannten plattenförmigen pulsierenden Heatpipes (PHPs) kann die Wärme effizient verteilt werden. Innerhalb der PHP stellt sich eine selbstoszillierende Zweiphasenströmung ein, sodass sowohl der konvektive Wärmetransport als auch der Phasenwechsel genutzt wird. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, optimierte PHP-Designs zur Wärmespreizung von kleinen Heizquellen zu entwickeln.

Translated abstract

The trend towards miniaturization of electronic components leads to a higher power density. Modern power semiconductors are used to realize the required power densities. This changes the requirements for thermal management. Due to miniaturization of power electronics, heat spreading is of particular interest for small heat sources, i.e., in case that the heat source is located in the center and the heat is spread over a larger area. Flat plate pulsating heat pipes (PHPs) are a passive two-phase system for heat transport. The oscillating two-phase flow inside the PHP uses both convective heat transfer and phase change. The present work aims to develop optimized PHP designs for heat spreading of small heat sources.