Elektroniczne urządzenia energetyczne rozpraszające ciepło
Nowoczesny sprzęt energoelektroniczny szybko rozwija się w kierunku wysokiej integracji, montażu o dużej gęstości i dużej prędkości działania. Jako rdzeń sprzętu energoelektronicznego układ pracuje coraz szybciej, zużywa coraz więcej energii i emituje coraz więcej ciepła. Jeśli zdolność rozpraszania ciepła urządzenia nie jest silna, Rozpraszanie mocy spowoduje wzrost temperatury aktywnego obszaru chipa i temperatury złącza w urządzeniu.
Awaryjność komponentów ma wykładniczy związek z ich temperaturą złącza, a wydajność maleje wraz ze wzrostem temperatury złącza. Awaryjność wzrasta dwukrotnie na każdy wzrost temperatury roboczej elementów o 10 °C.
Dlatego, w celu poprawy wydajności roboczej i niezawodności sprzętu energoelektronicznego, bardziej konieczne i pilne jest przeprowadzenie rozsądnego projektu termicznego sprzętu elektronicznego i podjęcie rozsądnych zewnętrznych środków rozpraszania ciepła. Obecnie powszechne technologie rozpraszania ciepła w sprzęcie energoelektronicznym obejmują chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą, technologię rur cieplnych itp.
Chłodzenie powietrzem:
Zastosowanie chłodzonego powietrzem radiatora do chłodzenia chipów elektronicznych jest najprostszą, najbardziej bezpośrednią i najtańszą metodą rozpraszania ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, technologia chłodzenia powietrzem lub wymuszonego chłodzenia powietrzem jest najczęściej stosowana w urządzeniach lub sprzęcie elektronicznym o niskim lub średnim zużyciu energii. Obecnie stosowane są zaawansowane wentylatory i zoptymalizowane radiatory wielkopowierzchniowe, Wydajność chłodzenia technologią chłodzenia powietrzem może osiągnąć 50W · cm-2. Zasada radiatora chłodzonego powietrzem jest bardzo prosta: ciepło rozpraszane przez chip jest przekazywane do metalowej podstawy poprzez materiały wiążące, a następnie do radiatora, Ciepło jest rozpraszane w powietrzu poprzez naturalną konwekcję lub wymuszoną konwekcję. Przewodzenie i konwekcja to dwie główne metody wymiany ciepła. Aby przenieść ciepło rozpraszane przez chip do środowiska atmosferycznego w dopuszczalnych warunkach temperaturowych, można zastosować następujące metody w celu wzmocnienia przewodzenia i rozpraszania ciepła konwekcyjnego.
Chłodzenie cieczą:
Chłodzenie cieczą jest również nazywane chłodzeniem wodnym. Jego wydajność rozpraszania ciepła jest wysoka, jego przewodność cieplna jest ponad 20 razy większa niż w przypadku tradycyjnego chłodzenia powietrzem i nie ma wysokiego hałasu chłodzenia powietrzem, co może lepiej rozwiązać problemy chłodzenia i redukcji hałasu. Urządzenie rozpraszające ciepło chłodzące ciecz można z grubsza podzielić na cztery części: mikropompę wodną, rurę obiegową, skrzynkę termochłonną i radiator. Zasada rozpraszania ciepła chłodzącego wodę jest bardzo prosta. Rozpraszanie ciepła chłodzące wodę jest zamkniętym urządzeniem cyrkulacji cieczy, Poprzez moc generowaną przez pompę promowany jest obieg cieczy w systemie zamkniętym, a ciepło wytwarzane przez chip pochłaniany przez skrzynkę absorpcji ciepła jest doprowadzane do urządzenia rozpraszającego ciepło o większej powierzchni do rozpraszania ciepła przez cyrkulację cieczy. Schłodzona ciecz ponownie wraca do urządzenia do absorpcji ciepła w celu ciągłego rozpraszania ciepła w obiegu.
Technologia rurek cieplnych:
Rurka cieplna jest elementem wymiany ciepła o wysokiej wydajności wymiany ciepła. Wymiana ciepła między zimnymi i gorącymi płynami jest sprzężona przez proces zmiany fazy odparowywania i kondensacji czynnika roboczego w rurze cieplnej. Jego równoważna przewodność cieplna może osiągnąć 103 ~ 104 razy więcej niż metal. W porównaniu z tradycyjnym sprzętem rozpraszającym ciepło, rura cieplna nie musi zużywać energii, ma mały rozmiar przestrzeni i wysoką wydajność chłodzenia, Wymiana ciepła na jednostkę powierzchni jest wysoka. Jako wydajny element przewodzący ciepło, rurka cieplna nadaje się do rozpraszania ciepła pod wysokim strumieniem ciepła i może być stosowana do komponentów elektronicznych w celu uzyskania wysokiego wskaźnika eksportu ciepła. Obecnie maksymalna moc rozpraszania ciepła znanego radiatora rurki cieplnej do rozpraszania ciepła elementów elektronicznych dużej mocy osiągnęła 200W · cm-2.
Różne rozwiązania rozpraszania ciepła mają różne zalety i wady. W praktycznym zastosowaniu zróżnicowane metody rozpraszania ciepła muszą być dobrane zgodnie z potrzebami urządzeń energetycznych. Tylko w ten sposób sprzęt elektroniczny może zapewnić pełną wydajność i stabilną żywotność.
