针对目前微通道节流制冷器通道数量少，制冷量小的特点，研究开发了一款多层、多流道并行印刷电路板式微通道节流制冷器。该制冷器内不同截面尺寸的微槽道相搭配以实现不同功能，在当量直径为0.46 mm的换热通道内回热预冷，在当量直径0.12 mm的节流通道内分布式节流降温与回热预冷耦合。以氩气为工质，分析2.01-8.02 MPa不同入口压力下制冷器的制冷性能。结果表明：各工况下，回热装置换热较充分，分布式节流部件具有显著的降温能力。当入口压力为8.02 MPa时，可达到158.5 K的最低温度，回热段与节流段温降梯度分别达到0.79 K/mm和1.04 K/mm；当入口压力为6.00 MPa时，冷端温度为196.7 K，并伴随有2.73 W的寄生制冷量；在219.8 K的冷端温度下具有6.08 W的总制冷量，相较于相似特征尺寸的节流制冷器，有了显著提高。对比氩气和氮气在微通道节流制冷器中的实验结果，氩气所能达到的冷端温度总是低于相似工况下的氮气；但在相同出口压力下，氮气具有达到更低极限温度的潜力。另外，通过J-T效应分析分布式节流的运行特征，换热与J-T效应的耦合作用，热力和传热过程有不同规律，相较于绝热节流，节流过程系统完成度更高，J-T效率增加，可以缓解节流前预冷机构的换热压力。