Topology Optimized Fin Designs for Base Plate Direct-Cooled Multi-Chip Power Modules

冷却液 结温 热阻 压力降 散热片 散热膏 机械工程 计算机冷却 材料科学 炸薯条 电源模块 碳化硅 传热 电子工程 功率(物理) 工程类 电气工程 机械 电子设备和系统的热管理 复合材料 热力学 物理
作者
Aniket Ajay Lad,Eric Roman,Yue Zhao,William P. King,Nenad Miljkovic
标识
DOI:10.1109/itherm55368.2023.10177647
摘要

Advances in wide bandgap (WBG) semiconductor technologies have enabled the development of highly-compact multi-chip power modules for various applications. Direct cooling approaches, where the coolant circulates and directly contacts the module base plate, have demonstrated the ability to reduce junction-to-coolant thermal resistance more than 10% by eliminating the thermal interface materials. This study focuses on the design methodology of the module base plate fins to enable high performance direct cooling for the power modules. A two- dimensional two-layer topology optimization algorithm is developed and used to optimize the thermal-hydraulic performance of the fins, with thermal performance mapped in terms of the device average temperatures along with the chip-to- chip temperature difference with pressure drop characterizing the hydraulic performance. The silicon carbide (SiC) power platform XM3 from Wolfspeed is used as a reference for designing the finned base plate. Detailed three-dimensional conjugate heat transfer and fluid flow numerical simulations are used to characterize the finned base plate designs. The simulations use operating conditions relevant for EVon-board power converter systems. These include inlet coolant flow rates ranging from 1 LPM per module at inlet temperature of 30°C, and heat dissipation of 50 W per SiC device. Performance of the topologically optimized designs is compared with conventional fin designs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
航某人完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6应助ZYX采纳,获得10
1秒前
研友_8KAOBn完成签到,获得积分10
1秒前
花椒鱼给花椒鱼的求助进行了留言
1秒前
1秒前
陆家麟发布了新的文献求助20
2秒前
3秒前
论英雄完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
7秒前
8秒前
kRAY发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
duktig完成签到 ,获得积分10
8秒前
港岛妹妹发布了新的文献求助10
9秒前
上官若男应助稳重向南采纳,获得10
10秒前
celine发布了新的文献求助10
10秒前
dawnstar发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
safsafdfasf发布了新的文献求助10
13秒前
dwx0529发布了新的文献求助30
13秒前
ding应助deityxq采纳,获得10
14秒前
浮游应助风趣黑裤采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
Hello应助徐梦曦采纳,获得10
16秒前
稳重向南完成签到,获得积分10
17秒前
32429606完成签到 ,获得积分10
18秒前
慕青应助活泼的行云采纳,获得10
19秒前
celine完成签到,获得积分20
19秒前
白羊发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
dwx0529完成签到,获得积分10
20秒前
22秒前
唐泽雪穗发布了新的文献求助30
22秒前
22秒前
23秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
A new house rat (Mammalia: Rodentia: Muridae) from the Andaman and Nicobar Islands 500
Research Handbook on Law and Political Economy Second Edition 398
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4538689
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3973052
关于积分的说明 12307737
捐赠科研通 3639863
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2004161
邀请新用户注册赠送积分活动 1039575
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 928856