Уобичајена употреба термичких решења за електронску енергетску опрему

   Модерна енергетска електронска опрема се брзо развија ка високој интеграцији, монтажи велике густине и великој брзини рада. Као језгро енергетске електронске опреме, чип ради све брже, троши све више енергије и емитује све више топлоте. Ако капацитет дисипације топлоте уређаја није јак, дисипација снаге ће узроковати пораст температуре активне површине чипа и температуре споја у уређају.

Стопа отказа компоненти има експоненцијални однос са температуром њиховог споја, а перформансе опадају са повећањем температуре споја. Стопа отказа се повећава за два пута за сваких 10 степени повећања радне температуре компоненти.

Стога, да би се побољшале радне перформансе и поузданост енергетске електронске опреме, потребније је и хитније спровести разуман термички дизајн електронске опреме и предузети разумне мере спољне дисипације топлоте. Тренутно, уобичајене технологије одвођења топлоте енергетске електронске опреме укључују ваздушно хлађење, течно хлађење, технологију топлотних цеви итд.

Ваздушно хлађење:

Коришћење ваздушно хлађеног хладњака за хлађење електронских чипова је најједноставнији, најдиректнији и најјефтинији метод одвођења топлоте. Уопштено говорећи, технологија ваздушног хлађења или принудног ваздушног хлађења се углавном користи у уређајима или електронској опреми са малом или средњом потрошњом енергије. Тренутно се користе напредни вентилатори и оптимизовани хладњаци велике површине. Капацитет хлађења технологије ваздушног хлађења може да достигне 50В · цм-2. Принцип ваздушно хлађеног хладњака је врло једноставан: топлота коју распршује чип се преноси на металну подлогу кроз везивне материјале, а затим на хладњак, топлота се распршује у ваздух природном или присилном конвекцијом. Кондукција и конвекција су две главне методе преноса топлоте. Да би се топлота која се расипа чипом пренела у атмосферско окружење под дозвољеним температурним условима, могу се усвојити следеће методе за јачање кондуктивног и конвективног топлотног хлађења.

Течно хлађење:

Течно хлађење се назива и водено хлађење. Његова ефикасност хлађења је висока, његова топлотна проводљивост је више од 20 пута већа од традиционалног ваздушног хлађења и нема велике буке ваздушног хлађења, што може боље решити проблеме хлађења и смањења буке. Уређај за хлађење течности може се грубо поделити на четири дела: микро пумпа за воду, циркулишућа цев, кутија за апсорпцију топлоте и хладњак. Принцип одвођења топлоте воденим хлађењем је врло једноставан. Одвођење топлоте за хлађење водом је затворени уређај за циркулацију течности, кроз снагу коју генерише пумпа, циркулација течности у затвореном систему се промовише, а топлота коју генерише чип који апсорбује кутија за апсорпцију топлоте доводи се до уређаја за одвођење топлоте са већа површина за одвођење топлоте кроз циркулацију течности. Охлађена течност се поново враћа у опрему за апсорпцију топлоте ради непрекидног циркулационог хлађења.

Технологија топлотних цеви:

Топлотна цев је елемент за размену топлоте са високом ефикасношћу преноса топлоте. Пренос топлоте између хладног и врућег флуида је повезан са процесом промене фазе испаравања и кондензације радног медија у топлотној цеви. Његова еквивалентна топлотна проводљивост може достићи 103 ~ 104 пута већу од метала. У поређењу са традиционалном опремом за расипање топлоте, топлотна цев не треба да троши енергију, има малу величину простора и висок капацитет хлађења, пренос топлоте по јединици површине је висок. Као ефикасан елемент који проводи топлоту, топлотна цев је погодна за дисипацију топлоте под високим топлотним флуксом и може се користити за електронске компоненте да би се постигла висока стопа извоза топлоте. Тренутно, максимална снага одвођења топлоте познатог радијатора топлотне цеви за одвођење топлоте електронских компоненти велике снаге достигла је 200В · цм-2.

Различита решења за термичко хлађење имају различите предности и недостатке. У практичној примени, различите методе одвођења топлоте морају бити одабране у складу са потребама енергетске опреме. Само на овај начин електронска опрема може дати пуну игру својим максималним перформансама и стабилном радном веку.