Выбор металла для охладителя силовой электроники: медь или алюминий
 

Здравствуйте. Разрабатываем систему жидкостного охлаждения для блока IGBT-модулей мощностью 50 кВт. Тепловые потери значительные, поэтому выбор материала радиатора критичен. Медь имеет лучшую теплопроводность, но значительно тяжелее и дороже алюминия. Как найти баланс между тепловой эффективностью, массой и стоимостью? Влияет ли выбор материала на коррозионную стойкость контура и совместимость с другими элементами системы?

Задача баланса между медью и алюминием в охлаждении — классическая. Ваш случай требует комплексного подхода. По тепловой эффективности медь выигрывает: ее теплопроводность (около 390 Вт/(м·К)) почти вдвое выше, чем у алюминиевых сплавов (170–190 Вт/(м·К)), что позволяет создавать более компактные радиаторы с лучшим растеканием тепла непосредственно под кристаллом. Однако если масса критична, алюминий (плотность 2,7 г/см³ против 8,9 у меди) может быть предпочтительнее. Для вашей мощности в 50 кВт я рекомендую гибридное решение: медная вставка (подложка) в алюминиевом корпусе с развитым оребрением. Это обеспечит эффективный теплоотвод и снизит массу на 40-50% по сравнению с полностью медным охладителем. По коррозии — при использовании меди и алюминия в одном контуре обязательно учитывайте гальваническую совместимость. Разница потенциалов между ними более 2 В, что при наличии электролита вызовет коррозию алюминия. Используйте пассивирующие присадки в теплоносителе или применяйте технологию фрикционной сварки для создания герметичного переходного соединения без доступа электролита. Подробный анализ всех факторов выбора материалов для охладителей есть в статье https://metaphysican.com/vybor-metal...korrozija.dhtm