Solucions tèrmiques d'equips electrònics d'energia d'ús habitual
Els equips electrònics de potència moderns es desenvolupen ràpidament cap a una alta integració, muntatge d'alta densitat i alta velocitat de funcionament. Com a nucli dels equips electrònics de potència, el xip funciona cada cop més ràpid, consumeix cada cop més energia i emet més i més calor. Si la capacitat de dissipació de calor del dispositiu no és forta, la dissipació de potència provocarà l'augment de la temperatura de l'àrea activa del xip i la temperatura de la unió al dispositiu.
La taxa de fallada dels components té una relació exponencial amb la seva temperatura d'unió, i el rendiment disminueix amb l'augment de la temperatura de la unió. La taxa de fallada augmenta dues vegades per cada augment de 10 graus de la temperatura de treball dels components.
Per tant, per millorar el rendiment de treball i la fiabilitat dels equips electrònics de potència, és més necessari i urgent dur a terme un disseny tèrmic raonable per a equips electrònics i prendre mesures raonables de dissipació de calor externa. Actualment, les tecnologies comunes de dissipació de calor dels equips electrònics de potència inclouen refrigeració per aire, refrigeració líquida, tecnologia de tubs de calor, etc.
Refrigeració per aire:
L'ús de dissipador de calor refrigerat per aire per refredar xips electrònics és el mètode de dissipació de calor més senzill, directe i de baix cost. En termes generals, la tecnologia de refrigeració per aire o refrigeració per aire forçat s'utilitza principalment en dispositius o equips electrònics amb consum d'energia baix o mitjà. Actualment, s'utilitzen ventiladors avançats i dissipadors de calor optimitzats de gran superfície, la capacitat de refrigeració de la tecnologia de refrigeració per aire pot arribar als 50 W · cm-2. El principi del dissipador de calor refrigerat per aire és molt senzill: la calor dissipada pel xip es transmet a la base metàl·lica a través de materials d'unió, i després al dissipador de calor, la calor es dissipa a l'aire mitjançant convecció natural o convecció forçada. La conducció i la convecció són dos mètodes principals de transferència de calor. Per transferir la calor dissipada pel xip a l'entorn atmosfèric en les condicions de temperatura permeses, es poden adoptar els mètodes següents per reforçar la refrigeració tèrmica per conducció i convecció.
Refrigeració líquida:
El refredament líquid també s'anomena refrigeració per aigua. La seva eficiència de refrigeració és alta, la seva conductivitat tèrmica és més de 20 vegades la de la refrigeració per aire tradicional i no hi ha un gran soroll de refrigeració per aire, cosa que pot resoldre millor els problemes de refrigeració i reducció del soroll. El dispositiu de refrigeració líquida es pot dividir aproximadament en quatre parts: microbomba d'aigua, tub de circulació, caixa d'absorció de calor i dissipador de calor. El principi de la dissipació de calor de refrigeració per aigua és molt senzill. La dissipació de calor de refrigeració per aigua és un dispositiu de circulació de líquid tancat, mitjançant la potència generada per la bomba, es promou la circulació de líquid al sistema tancat i la calor generada pel xip absorbit per la caixa d'absorció de calor es porta al dispositiu de dissipació de calor amb àrea més gran per a la dissipació de calor a través de la circulació del líquid. El líquid refrigerat torna de nou a l'equip d'absorció de calor per a un refredament de circulació contínua.
Tecnologia Heatpipe:
El tub de calor és un element d'intercanvi de calor amb una alta eficiència de transferència de calor. La transferència de calor entre fluids freds i calents s'acobla pel procés de canvi de fase d'evaporació i condensació del medi de treball a la canonada de calor. La seva conductivitat tèrmica equivalent pot arribar a 103 ~ 104 vegades la del metall. En comparació amb els equips tradicionals de dissipació de calor, la canonada de calor no necessita consumir energia, té una mida d'espai petita i una gran capacitat de refrigeració, la transferència de calor per unitat d'àrea és alta. Com a element conductor de calor eficient, el tub de calor és adequat per a la dissipació de calor sota un alt flux de calor i es pot utilitzar per a components electrònics per obtenir una alta taxa d'exportació de calor. Actualment, la potència màxima de dissipació de calor del conegut radiador de tubs de calor per a la dissipació de calor de components electrònics d'alta potència ha arribat als 200 W · cm-2.
Les diferents solucions de refrigeració tèrmica tenen diferents avantatges i desavantatges. En l'aplicació pràctica, s'han de seleccionar mètodes de dissipació de calor diversificats segons les necessitats dels equips elèctrics. Només d'aquesta manera l'equip electrònic pot donar el màxim partit al seu màxim rendiment i una vida útil estable.
