Tehnologia de răcire prin refrigerare cu semiconductor

Odată cu căutarea continuă a puterii de calcul umane, din ce în ce mai mulți tranzistori sunt introduși în cipul de calcul. Densitatea fiecărei unități de calcul este în creștere. În același timp, frecvența mai mare aduce și o tensiune de lucru mai mare și un consum de energie mai mare pentru cip. Se poate prezice că în următorii câțiva ani, vom continua să urmărim îmbunătățirea performanței de calcul a cipului, ceea ce înseamnă, de asemenea, că trebuie să rezolvăm continuu problema disipării căldurii a temperaturii cipului.

Tehnologia de răcire prin refrigerare cu semiconductor bazată pe principiul efectului termoelectric este o nouă metodă de răcire cu controlabilitate ridicată, utilizare simplă și cost redus. A fost utilizat treptat în domeniul disipării căldurii.

Efectul termoelectric este o conversie directă a tensiunii generate de diferența de temperatură și invers. Pur și simplu puneți un dispozitiv termoelectric, atunci când există o diferență de temperatură între cele două capete ale acestora, acesta va produce o tensiune, iar atunci când i se aplică o tensiune, va produce și o diferență de temperatură. Acest efect poate fi folosit pentru a genera energie electrică, pentru a măsura temperatura și pentru a răci sau încălzi obiecte. Deoarece direcția de încălzire sau răcire depinde de tensiunea aplicată, dispozitivele termoelectrice fac controlul temperaturii foarte ușor.

În comparație cu răcirea tradițională cu aer și răcirea cu lichid, răcirea cu chip de refrigerare cu semiconductor are următoarele avantaje: 1 Temperatura poate fi redusă sub temperatura camerei;

2. Controlul precis al temperaturii (folosind circuitul de control al temperaturii în buclă închisă, precizia poate ajunge la ± 0.1 grade);

3. Fiabilitate ridicată (componentele frigorifice sunt dispozitive solide fără piese în mișcare, cu o durată de viață de peste 200000 de ore și o rată scăzută de eșec);

4. Fără zgomot de lucru.

Provocare de răcire TE:

1. În prezent, coeficientul de refrigerare al semiconductorului este mic, iar energia consumată în timpul refrigerarii este mult mai mare decât capacitatea de refrigerare. Raportul de consum de energie al radiatorului Tec este prea scăzut, iar radiatorul Tec nu poate deveni soluția de răcire principală în această etapă.

2. Când lama de refrigerare TEC funcționează, are nevoie de o disipare eficientă a căldurii la capătul fierbinte în timp ce se răcește la capătul rece. Adică, dacă dispozitivul de refrigerare TEC dorește să efectueze refrigerare de mare putere și ieșire către CPU pentru disiparea căldurii, acesta trebuie, de asemenea, să fie disipat continuu, ceea ce duce la incapacitatea tec-ului de mare putere de a funcționa independent.

3. Umiditatea din aer este ușor de format condens în părțile sub temperatura camerei în fața mediului cu diferență mare de temperatură fabricat de tec. Este necesar să proiectați un anumit mediu de etanșare în jurul procesorului pentru a evita riscul de condens și deteriorarea componentelor plăcii principale.

Odată cu îmbunătățirea procesului, densitatea tranzistorului crește, iar zona matriței de pachet a nucleului procesorului devine din ce în ce mai mică. Conform principiului termodinamicii, atunci când aria de conducere a căldurii este mai mică, este necesară o diferență de temperatură mai mare pentru a menține performanța de conducere a căldurii. Forma tradițională de disipare a căldurii cu o diferență de temperatură mai mică nu poate rezolva această problemă. Chiar dacă consumul de energie al procesorului nu este mare, acesta va acumula în continuare căldură, rezultând o limită de frecvență prea scăzută. Tec are în mod natural un atribut de diferență mare de temperatură (temperatura de la capătul absorbției de căldură poate atinge cu ușurință - 20 grade ), ceea ce poate fi cea mai bună soluție pentru a rezolva problema suprafeței mici și a conducției ridicate a căldurii.