Thiết bị điện tử tản nhiệt
Thiết bị điện tử công suất hiện đại đang phát triển nhanh chóng theo hướng tích hợp cao, lắp ráp mật độ cao và tốc độ vận hành cao. Là cốt lõi của thiết bị điện tử năng lượng, chip hoạt động nhanh hơn và nhanh hơn, tiêu thụ ngày càng nhiều năng lượng và phát ra ngày càng nhiều nhiệt. Nếu khả năng tản nhiệt của thiết bị không mạnh, sự tiêu tan công suất sẽ khiến nhiệt độ tăng của khu vực hoạt động chip và nhiệt độ nối trong thiết bị.
Tỷ lệ thất bại của các thành phần có mối quan hệ theo cấp số nhân với nhiệt độ nối của chúng và hiệu suất giảm theo sự gia tăng nhiệt độ ngã ba. Tỷ lệ thất bại tăng gấp đôi cho mỗi 10 ° C tăng nhiệt độ làm việc của các thành phần.
Do đó, để cải thiện hiệu suất làm việc và độ tin cậy của thiết bị điện tử điện, việc thực hiện thiết kế nhiệt hợp lý cho thiết bị điện tử cần thiết và thực hiện các biện pháp tản nhiệt bên ngoài hợp lý là cần thiết và cấp bách hơn. Hiện nay, các công nghệ tản nhiệt phổ biến của thiết bị điện tử công suất bao gồm làm mát không khí, làm mát bằng chất lỏng, công nghệ ống nhiệt, v.v.
Làm mát không khí:
Sử dụng tản nhiệt làm mát bằng không khí để làm mát chip điện tử là phương pháp tản nhiệt đơn giản nhất, trực tiếp nhất và chi phí thấp nhất. Nói chung, công nghệ làm mát không khí hoặc làm mát không khí bắt buộc chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị hoặc thiết bị điện tử có mức tiêu thụ điện năng thấp hoặc trung bình. Hiện nay, quạt tiên tiến và tản nhiệt diện tích lớn tối ưu được sử dụng, Công suất làm mát của công nghệ làm mát bằng không khí có thể đạt 50W · cm-2. Nguyên tắc tản nhiệt làm mát bằng không khí rất đơn giản: nhiệt tản nhiệt của chip được truyền đến đế kim loại thông qua các vật liệu liên kết, và sau đó đến tản nhiệt, Nhiệt được tản vào không khí thông qua đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức. Dẫn truyền và đối lưu là hai phương pháp truyền nhiệt chính. Để chuyển nhiệt tiêu tan của chip đến môi trường khí quyển trong điều kiện nhiệt độ cho phép, các phương pháp sau đây có thể được áp dụng để tăng cường dẫn truyền và tản nhiệt đối lưu.
Làm mát bằng chất lỏng:
Làm mát bằng chất lỏng còn được gọi là làm mát bằng nước. Hiệu quả tản nhiệt của nó cao, độ dẫn nhiệt của nó gấp hơn 20 lần so với làm mát không khí truyền thống và không có tiếng ồn cao của làm mát không khí, có thể giải quyết tốt hơn các vấn đề làm mát và giảm tiếng ồn. Thiết bị tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng có thể được chia thành bốn phần: bơm nước vi mô, đường ống tuần hoàn, hộp hấp thụ nhiệt và tản nhiệt. Nguyên tắc tản nhiệt làm mát bằng nước rất đơn giản. Tản nhiệt làm mát bằng nước là một thiết bị tuần hoàn chất lỏng khép kín, Thông qua công suất được tạo ra bởi máy bơm, lưu thông chất lỏng trong hệ thống khép kín được thúc đẩy và nhiệt được tạo ra bởi chip được hấp thụ bởi hộp hấp thụ nhiệt được đưa đến thiết bị tản nhiệt với diện tích lớn hơn để tản nhiệt thông qua lưu thông chất lỏng. Chất lỏng làm mát trở lại thiết bị hấp thụ nhiệt một lần nữa để tản nhiệt tuần hoàn liên tục.
Công nghệ ống nhiệt:
Ống nhiệt là một yếu tố trao đổi nhiệt với hiệu quả truyền nhiệt cao. Sự truyền nhiệt giữa chất lỏng lạnh và nóng được kết hợp bởi quá trình thay đổi pha của sự bốc hơi và ngưng tụ của môi trường làm việc trong đường ống nhiệt. Độ dẫn nhiệt tương đương của nó có thể đạt tới 103 ~ 104 lần so với kim loại. So với thiết bị tản nhiệt truyền thống, ống nhiệt không cần tiêu thụ điện năng, có kích thước không gian nhỏ và khả năng làm mát cao, độ truyền nhiệt trên một đơn vị diện tích cao. Là một yếu tố dẫn nhiệt hiệu quả, ống nhiệt thích hợp để tản nhiệt dưới thông lượng nhiệt cao và có thể được sử dụng cho các thành phần điện tử để có được tỷ lệ xuất khẩu nhiệt cao. Hiện tại, công suất tản nhiệt tối đa của bộ tản nhiệt ống nhiệt đã biết để tản nhiệt các linh kiện điện tử công suất cao đã đạt 200W · cm-2.
Các giải pháp tản nhiệt khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Trong ứng dụng thực tế, các phương pháp tản nhiệt đa dạng cần được lựa chọn theo nhu cầu của thiết bị điện. Chỉ bằng cách này, thiết bị điện tử mới có thể phát huy hết hiệu suất và tuổi thọ ổn định.
