高熱流密度器件要怎么散熱?你了解嗎
隨著科技的飛速發(fā)展,尤其是計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步,電子設(shè)備的集成度越來(lái)越高,尺寸不斷縮小,導(dǎo)致熱流密度急劇增加。如何有效散熱,成為保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵問題。
1. 風(fēng)冷散熱風(fēng)冷散熱是最常見的散熱方式之一,包括自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流兩種形式。自然對(duì)流是依靠元器件周圍空氣的自然流動(dòng)來(lái)帶走熱量,適用于熱流密度較低、元件溫升不高的設(shè)備。而強(qiáng)迫對(duì)流則是通過風(fēng)扇等外部裝置加速空氣流動(dòng),提高散熱效率。然而,當(dāng)芯片表面的熱流密度達(dá)到極高水平(如106W/m2)時(shí),即使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速高達(dá)3500-6000rpm,產(chǎn)生的噪音也會(huì)接近人類工作的極限(約45dB),且散熱效果有限。
2. 液冷散熱液冷散熱通過液體(如水、乙二醇等)作為冷卻介質(zhì),利用液體的高比熱容和流動(dòng)性,將熱量從器件中帶走。浸沒式冷卻是一種典型的液冷方式,即將器件完全浸沒在冷卻液體中,通過液體的蒸發(fā)和冷凝循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞和排放。雖然液冷散熱效果顯著,但裝置復(fù)雜、重量大,且對(duì)密封性和防漏要求極高。
3. 熱管散熱熱管是一種高效換熱部件,由管殼、毛細(xì)吸液芯和工作介質(zhì)組成。熱管利用工作介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝過程,在蒸發(fā)段吸收熱量,在冷凝段釋放熱量,從而實(shí)現(xiàn)熱量的快速傳遞。熱管散熱具有結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效率高、無(wú)需額外動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于CPU、GPU等高熱流密度器件的散熱中。
4. 均熱板散熱我們暢能達(dá)的相變熱控器件導(dǎo)熱率也能達(dá)到10000W/m·K以上。憑借熱阻較低、導(dǎo)熱速率快、傳熱能力大、適應(yīng)性良好等優(yōu)點(diǎn),能做到熱管理系統(tǒng)控制效果的整體提升。雖然我們的器件外殼常用銅,看上去也很像一塊普通的銅片,但是熱導(dǎo)率卻是銅的25倍之多,可以說導(dǎo)熱能力是非常強(qiáng)的。
高熱流密度器件的散熱是一個(gè)復(fù)雜而重要的問題,需要綜合考慮散熱效率、成本、可靠性等多個(gè)因素。未來(lái),隨著材料科學(xué)、微納技術(shù)和智能制造技術(shù)的不斷發(fā)展,高熱流密度器件的散熱問題將得到更加有效的解決。
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