Odvod tepla elektronických energetických zařízení
Moderní výkonová elektronická zařízení se rychle vyvíjejí směrem k vysoké integraci, montáži s vysokou hustotou a vysoké provozní rychlosti. Jako jádro výkonových elektronických zařízení pracuje čip rychleji a rychleji, spotřebovává stále více energie a vydává stále více tepla. Pokud kapacita odvodu tepla zařízení není silná, Ztráta výkonu způsobí zvýšení teploty aktivní oblasti čipu a teploty přechodu v zařízení.
Poruchovost komponent má exponenciální vztah k jejich teplotě přechodu a výkon klesá se zvýšením teploty přechodu. Poruchovost se zvyšuje dvakrát za každých 10 °C zvýšení pracovní teploty součástí.
Proto, aby se zlepšil pracovní výkon a spolehlivost výkonových elektronických zařízení, je nezbytnější a naléhavější provést přiměřený tepelný návrh elektronických zařízení a přijmout přiměřená vnější opatření pro odvod tepla. V současné době běžné technologie odvodu tepla výkonových elektronických zařízení zahrnují chlazení vzduchem, kapalinové chlazení, technologii tepelných trubic atd.
Chlazení vzduchem:
Použití vzduchem chlazeného chladiče k chlazení elektronických čipů je nejjednodušší, nejpřímější a nejlevnější metoda odvodu tepla. Obecně řečeno, technologie chlazení vzduchem nebo nuceného chlazení vzduchem se většinou používá v zařízeních nebo elektronických zařízeních s nízkou nebo střední spotřebou energie. V současné době se používají pokročilé ventilátory a optimalizované velkoplošné chladiče, Chladicí kapacita technologie chlazení vzduchem může dosáhnout 50W · cm-2. Princip vzduchem chlazeného chladiče je velmi jednoduchý: teplo rozptýlené čipem je přenášeno do kovové základny prostřednictvím spojovacích materiálů a poté do chladiče, Teplo se odvádí do vzduchu přirozenou konvekcí nebo nucenou konvekcí. Vedení a konvekce jsou dvě hlavní metody přenosu tepla. Pro přenos tepla rozptýleného čipem do atmosférického prostředí za přípustných teplotních podmínek lze použít následující metody pro posílení odvodu tepla z vedení a konvekce.
Kapalinové chlazení:
Kapalinové chlazení se také nazývá vodní chlazení. Jeho účinnost odvodu tepla je vysoká, jeho tepelná vodivost je více než 20krát vyšší než u tradičního chlazení vzduchem a neexistuje žádný vysoký hluk chlazení vzduchem, což může lépe vyřešit problémy s chlazením a snižováním hluku. Zařízení pro odvod tepla kapalinovým chlazením lze zhruba rozdělit do čtyř částí: mikro vodní čerpadlo, cirkulační trubice, tepelně absorpční box a chladič. Princip odvodu tepla vodním chlazením je velmi jednoduchý. Odvod tepla z vodního chlazení je uzavřené zařízení pro cirkulaci kapaliny, Prostřednictvím energie generované čerpadlem je podporována cirkulace kapaliny v uzavřeném systému a teplo generované čipem absorbovaným tepelnou absorpční skříní je přivedeno do zařízení pro odvod tepla s větší plochou pro odvod tepla cirkulací kapaliny. Chlazená kapalina se opět vrací do zařízení pro absorpci tepla pro nepřetržitý cirkulující odvod tepla.
Technologie tepelných trubic:
Tepelná trubice je výměník tepla s vysokou účinností přenosu tepla. Přenos tepla mezi studenými a horkými kapalinami je spojen procesem fázové změny odpařování a kondenzace pracovního média v tepelné trubici. Jeho ekvivalentní tepelná vodivost může dosáhnout 103 ~ 104 násobku kovu. Ve srovnání s tradičním zařízením pro odvod tepla nemusí tepelná trubice spotřebovávat energii, má malou velikost prostoru a vysoký chladicí výkon, Přenos tepla na jednotku plochy je vysoký. Jako účinný teplovodivý prvek je tepelná trubice vhodná pro odvod tepla při vysokém tepelném toku a může být použita pro elektronické součásti pro dosažení vysoké rychlosti vývozu tepla. V současné době dosáhl maximální výkon odvodu tepla známého tepelného trubkového radiátoru pro odvod tepla vysoce výkonných elektronických součástek 200W · cm-2.
Různá řešení odvodu tepla mají různé výhody a nevýhody. V praktické aplikaci je třeba zvolit diverzifikované metody odvodu tepla podle potřeb energetických zařízení. Pouze tímto způsobem může elektronické zařízení plně využít svého maximálního výkonu a stabilní životnosti.
