Technologie polovodičového chlazení

S neustálou snahou o lidský výpočetní výkon se do výpočetního čipu vkládá stále více tranzistorů. Hustota každé výpočetní jednotky se zvyšuje. Vyšší frekvence zároveň přináší čipu i vyšší pracovní napětí a spotřebu energie. Dá se předpokládat, že v příštích několika letech budeme pokračovat ve zlepšování výpočetního výkonu čipu, což také znamená, že musíme neustále řešit problém odvodu tepla teploty čipu.

Technologie polovodičového chlazení založená na principu termoelektrického jevu je nový způsob chlazení s vysokou ovladatelností, jednoduchým použitím a nízkou cenou. Postupně se začal používat v oblasti odvodu tepla.

Termoelektrický jev je přímá přeměna napětí generovaného teplotním rozdílem a naopak. Jednoduše řečeno termoelektrické zařízení, když je mezi jejich dvěma konci teplotní rozdíl, bude produkovat napětí, a když se na něj přivede napětí, vytvoří také teplotní rozdíl. Tento efekt lze použít ke generování elektrické energie, měření teploty a chlazení nebo ohřívání předmětů. Protože směr ohřevu nebo chlazení závisí na použitém napětí, termoelektrická zařízení velmi usnadňují regulaci teploty.

Ve srovnání s tradičním chlazením vzduchem a kapalinovým chlazením má chlazení polovodičových chladicích čipů následující výhody: 1 Teplota může být snížena pod pokojovou teplotu;

2. Přesná regulace teploty (pomocí okruhu regulace teploty s uzavřenou smyčkou může přesnost dosáhnout ± 0,1 stupně);

3. Vysoká spolehlivost (komponenty chlazení jsou pevná zařízení bez pohyblivých částí, s životností více než 200 000 hodin a nízkou poruchovostí);

4. Žádný pracovní hluk.

Výzva TE chlazení:

1. V současné době je chladicí koeficient polovodiče malý a energie spotřebovaná během chlazení je mnohem větší než chladicí kapacita. Poměr spotřeby energie radiátoru Tec je příliš nízký a radiátor Tec se v této fázi nemůže stát hlavním chladicím řešením.

2. Když chladicí čepel TEC pracuje, potřebuje účinný odvod tepla na horkém konci, zatímco chladí na studeném konci. To znamená, že pokud chce chladicí zařízení TEC provádět vysoce výkonné chlazení a výstup do CPU pro odvod tepla, musí být také nepřetržitě odváděno, což má za následek neschopnost výkonného tec pracovat samostatně.

3. Vlhkost ve vzduchu snadno tvoří kondenzaci v částech pod pokojovou teplotou při velkém teplotním rozdílu prostředí vyráběného tec. Je nutné navrhnout určité těsnící prostředí kolem procesoru, aby se zabránilo riziku kondenzace a poškození součástí hlavní desky.

Se zlepšováním procesu se zvyšuje hustota tranzistorů a oblast pouzdra jádra CPU se stále zmenšuje. Podle principu termodynamiky, když je plocha vedení tepla menší, je pro udržení výkonu vedení tepla potřeba větší teplotní rozdíl. Tradiční forma odvodu tepla s menším teplotním rozdílem nemůže tento problém vyřešit. I když spotřeba CPU není vysoká, bude stále vážně akumulovat teplo, což má za následek příliš nízký limit frekvence. Tec má přirozeně atribut velkého teplotního rozdílu (teplota na konci absorpce tepla může snadno dosáhnout - 20 stupňů), což může být nejlepší řešení pro vyřešení problému malé plochy a vysokého vedení tepla.