Soluții termice utilizate în mod obișnuit pentru echipamentele electronice de putere

   Echipamentele electronice moderne de putere se dezvoltă rapid spre integrare ridicată, asamblare de înaltă densitate și viteză mare de funcționare. Fiind nucleul echipamentului electronic de putere, cipul funcționează din ce în ce mai repede, consumă din ce în ce mai multă energie și emite din ce în ce mai multă căldură. Dacă capacitatea de disipare a căldurii a dispozitivului nu este puternică, disiparea puterii va cauza creșterea temperaturii zonei active a cipului și a temperaturii joncțiunii în dispozitiv.

Rata de defectare a componentelor are o relație exponențială cu temperatura de joncțiune a acestora, iar performanța scade odată cu creșterea temperaturii de joncțiune. Rata de eșec crește de două ori pentru fiecare creștere cu 10 grade a temperaturii de lucru a componentelor.

Prin urmare, pentru a îmbunătăți performanța de lucru și fiabilitatea echipamentelor electronice de putere, este mai necesar și mai urgent să se realizeze un proiect termic rezonabil pentru echipamentele electronice și să se ia măsuri rezonabile de disipare a căldurii externe. În prezent, tehnologiile comune de disipare a căldurii ale echipamentelor electronice de putere includ răcirea cu aer, răcirea cu lichid, tehnologia conductelor de căldură etc.

Răcire cu aer:

Utilizarea radiatorului răcit cu aer pentru a răci cipurile electronice este metoda cea mai simplă, cea mai directă și cu cel mai mic cost de disipare a căldurii. În general, tehnologia de răcire cu aer sau de răcire forțată cu aer este utilizată în cea mai mare parte în dispozitivele sau echipamentele electronice cu consum redus sau mediu de energie. În prezent, sunt utilizate ventilatoare avansate și radiatoare optimizate de suprafață mare, Capacitatea de răcire a tehnologiei de răcire cu aer poate ajunge la 50W · cm-2. Principiul radiatorului răcit cu aer este foarte simplu: căldura disipată de cip este transmisă la baza metalică prin materiale de lipire, iar apoi la radiator, căldura este disipată în aer prin convecție naturală sau convecție forțată. Conducția și convecția sunt două metode principale de transfer de căldură. Pentru a transfera căldura disipată de cip în mediul atmosferic în condițiile de temperatură permise, pot fi adoptate următoarele metode pentru a consolida răcirea termică prin conducție și convecție.

Răcire cu lichid:

Răcirea cu lichid se mai numește și răcire cu apă. Eficiența sa de răcire este ridicată, conductivitatea termică este de peste 20 de ori mai mare decât cea a răcirii tradiționale cu aer și nu există un zgomot ridicat de răcire cu aer, ceea ce poate rezolva mai bine problemele de răcire și de reducere a zgomotului. Dispozitivul de răcire cu lichid poate fi împărțit aproximativ în patru părți: micro pompă de apă, conductă de circulație, cutie de absorbție a căldurii și radiator. Principiul disipării căldurii de răcire cu apă este foarte simplu. Disiparea căldurii de răcire cu apă este un dispozitiv închis de circulație a lichidului, Prin puterea generată de pompă, circulația lichidului în sistemul închis este promovată, iar căldura generată de cip absorbit de cutia de absorbție a căldurii este adusă la dispozitivul de disipare a căldurii cu zonă mai mare pentru disiparea căldurii prin circulația lichidului. Lichidul răcit revine din nou la echipamentul de absorbție a căldurii pentru o răcire continuă cu circulație.

Tehnologia Heatpipe:

Conducta de căldură este un element de schimb de căldură cu eficiență ridicată a transferului de căldură. Transferul de căldură între fluidele reci și cele calde este cuplat de procesul de schimbare de fază de evaporare și condensare a mediului de lucru în conducta de căldură. Conductivitatea sa termică echivalentă poate ajunge la 103 ~ 104 ori mai mare decât cea a metalului. În comparație cu echipamentele tradiționale de disipare a căldurii, conducta de căldură nu trebuie să consume energie, are dimensiuni reduse și capacitate mare de răcire, transferul de căldură pe unitate de suprafață este mare. Ca element conducător de căldură eficient, conducta de căldură este potrivită pentru disiparea căldurii în condiții de flux ridicat de căldură și poate fi utilizată pentru componentele electronice pentru a obține o rată ridicată de export de căldură. În prezent, puterea maximă de disipare a căldurii a radiatorului cunoscut cu conducte de căldură pentru disiparea căldurii componentelor electronice de mare putere a atins 200W · cm-2.

Diferite soluții de răcire termică au avantaje și dezavantaje diferite. În aplicarea practică, metodele diversificate de disipare a căldurii trebuie selectate în funcție de nevoile echipamentelor de putere. Numai în acest fel echipamentul electronic poate oferi maxim performanțelor și duratei de viață stabile.