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パワーエレクトロニクス向け
ヒートシンクモジュール AURORA

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CooliBlade

狭い設置面積にも対応可能。高性能・高効率のヒートシンクモジュール

高出力パワーエレクトロニクス機器において、高さ制限のある狭小スペースの熱対策は、設計者を最も悩ませる課題の1つです。CooliBlade社が開発した「AURORA」シリーズは、特許取得済みの相変化冷却技術「NEOcore」を薄型かつ堅牢なアルミニウム構造に直接統合した、革新的な空冷ヒートシンクプラットフォームです。

AURORAは、高い電力密度で過熱しやすいIGBTおよびSiCパワーモジュールを使用するアプリケーション向けに設計されており、ヒートシンクの設置スペース(風路)が極めて限られている場合でも、強力かつ柔軟な熱対策ソリューションを提供します。

AURORAシリーズでは、コスト効率に優れた標準モデル「Classic AURORA」と、極限の放熱性能と優れた形状自由度を誇る次世代モデル「AURORA-X」の2つのラインナップをご用意しており、お客様のシステムに最適な熱管理を実現します。

製品の特徴

  • 高性能・高効率
  • 製品に簡単に統合が可能(お客様の製品仕様に基づき、調整可能)
  • 設置面積が小さいため、製品の設置が限られた狭いスペースでの使用にも対応可能
  • 量産製品向けの空冷ソリューションでコスト効率が高い
  • カスタマイズ可能

動画シミュレーションで実現するCooliBlade社の冷却設計

本動画ではCooliBlade独自の設計アプローチをご紹介しています。

パワーエレクトロニクス機器には、20年以上の長期稼働が求められます。
従来の「試作→テスト→再設計」を繰り返す設計手法は時間とコストがかかりますが、CooliBlade社は違います。
まず、完全なバーチャル設計・シミュレーションを行い、気流・気圧・熱分布を画面上で可視化し、実物の部品を使う前に設計課題を解決します。
その後、検証済みの設計をもとに試作を製作し、ラボで最終確認を行います。
シミュレーションと実測の誤差はわずか±1〜2℃以内。
CooliBlade社は「設計」→「シミュレーション」→「検証」の3ステップで、AURORAの高精度な冷却設計を実現しています。

製品情報

モデル一覧

次世代ハイパワー対応
AURORA-X
AURORA-X

最小スペースで最高性能を実現

  • 次世代SiCパワーモジュールなどの高熱密度デバイス向けに特別に設計。
  • 蒸発器からベースプレート全体に熱を2方向に同時拡散する、全方向(Omnidirectional)熱拡散。
  • 設置スペースに縛られない「形状の自由設計(フリーフォーム)」に対応
  • 冷却ファンの風向きに合わせてフィンの配列をどの方向にも最適化可能

実績豊富な標準モデル
Classic AURORA

Classic-AURORA

信頼性とコスト効率を両立した狭小エアダクト向けの標準モジュール

  • 標準的なフットプリントに適合
  • 複雑な再設計を伴うことなく、確実な二相冷却性能を提供。
  • 産業用インバータ、ACドライブ、エレベーターなどのIGBT冷却などで世界中で実績を誇るモジュール型の二相流冷却ソリューション

次世代モデル「AURORA-X」

ホットスポットを排除する「2D熱拡散技術」

AURORA-Xは、次世代のナローダクト(狭空気流路)空冷システムです。熱がエバポレーターに入った瞬間から、ベースプレート全体の2方向へ同時に熱を拡散させます。オールアルミニウム製の「NEOcore-X」エバポレーターがヒートシンク内部の熱接触抵抗(サーマルインターフェース)を完全に排除。これにより、モジュールの配置が非対称であったり、熱負荷が不均一な場合においても、搭載されたすべてのモジュールに対して均一な温度分布を実現します。

AURORA-Xは、従来のアルミニウムヒートシンクと同一の設置スペースにそのまま収まります。
また、特定の用途に合わせた専用設計が必要な場合には、お客様の筐体仕様に最適化したカスタムソリューションをご提案いたします。

AURORA-Xの構造

2D熱拡散

従来のヒートシンクは、フィン配列の軸方向に沿った「一方向」にしか熱を拡散しません。これに対し、AURORA-Xは、エバポレーター(蒸発器)に熱が入った瞬間から、ベースプレート全体へ「双方向(2次元方向)」に同時に熱を拡散させます。これにより、ホットスポットの発生を未然に排除します。

AURORA-Xの熱伝導機能

ベースプレートを薄く、フィンをより高く

AURORA-Xは、エバポレーターとベースプレートを一体化した構造により、受熱ベース部分の薄型化に成功しました。限られたシステム高さ(筐体内の風路スペース制限)のままで、ベースが薄くなった分、「冷却フィンの高さ(空気との接触面積)」をより大きく確保することができます。装置側のメカニカル寸法を全く変えることなく、放熱面積を最大化し、冷却効率を飛躍的に高めます。

AURORA-Xの形状設計

既存設計のまま、
ドロップイン置換

AURORA-Xは、実装スペース(風路)に限りのある強制空冷システムにおいて、従来のアルミニウム製ヒートシンクと完全な互換性(同一のフットプリント・外形寸法)を持つ製品です。既存機器のレトロフィット(改修)でも、次世代ハードウェアの新規設計でも、外形寸法を変更することなく、スムーズに置き換えが可能です。

仕様

製品に関するご注意

  • ※ 製品改良のため、仕様・外観・構成等は、予告なく変更となる場合がございます。あらかじめご了承ください。

アプリケーション

  • IGBT、SiCパワーデバイスの冷却
  • PCB,部品の冷却
  • モジュールの冷却
  • 設置面積が限られたパワーモジュール、電子機器の冷却
  • ACドライブ
  • EV充電ステーション

AURORAのプラットフォームは、IGBTモジュールが限られた空気チャネル内に垂直に取り付けられることが多い電力コンバータアプリケーションで特に効果的です。

AURORAは熱を効率的に発生源から逃がし、空気チャネル全体の容積をより有効に活用できます。この強化された熱分散により、冷却効率が最大化され、電力処理能力が向上し、システム全体の信頼性が向上します。

お客様の電気機器やご要望に応じたカスタム対応も可能です。

産業

ACドライブ,
モーター制御、IGBT パワー半導体

エネルギー

スマートグリッド,
電力インバーター

E-モビリティ

EV充電ステーション,
バッテリー

技術情報

性能比較データ

CooliBladeの熱サイフォン(相変化冷却)は、高電力密度の条件において、従来のどのアルミニウムヒートシンクよりもパワーモジュールを低温に保ち、デバイス寿命を大幅に向上させます。

同一風量・同一熱負荷(負荷:2,200 W、LV100モジュール、周囲温度40℃環境)における実測結果は以下のとおりです。

ヒートシンクモジュールの冷却性能比較

押出成形アルミニウム(Aluminium Extruded)/切削アルミニウム(Aluminium Skived)/AURORA-XのグラフとLV100 IGBTパワーモジュールのグラフを600~3,000Wの範囲で交差させた折れ線グラフ


AURORA-X : 圧倒的な冷却性能を示す実測ベンチマーク

  • 切削アルミニウムヒートシンク比: 19 Kの低温化を実現(※)
  • 押出成形アルミニウムヒートシンク比: 44 Kの低温化を実現 (※)
  • 次世代SiCモジュールに最適: AURORA-Xは従来の放熱限界を突破し、3〜5倍の電力密度向上を可能にします。

(※)at 2,200W


AURORA 評価キット

AURORAは、OEM・量産向けのヒートシンクプラットフォームになります。性能評価については、標準レイアウトの評価用キットでご評価いただくことが可能です。カスタムの長さやレイアウトでの評価をご希望の場合は弊社までお問い合わせください。

AURORA 評価キット - 製品オプション
  • IGBT モジュール用
    • E3-Pack、SimBus F、EconoPACK 3、EconoPIM 3、EconoDUAL、SEMiX 3、POWEREX NX-M、FUJI 122x62
  • 長さ:
    • 標準の長さ:350 mm
    • カスタム対応の長さ:200~600 mm(ご要求による)
  • 幅:
    • Version 1:幅 72 mm
    • Version 2:216 mm in parallel
      (72 mm ×3個を取り付け、より大きなヒートシンクを形成。)
  • ベースプレートの配置:
    • プレート寸法:350×72 mm、取り付け穴:110×50 mm
    • カスタム配置:ご要求による
AURORA-Evaluation-kit-for-IGBT
AURORA-EvaluationKit ベースプレート配置

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CooliBlade_パワーエレクトロニクス向け 冷却モジュール

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