การกระจายความร้อนของอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์

     อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กําลังที่ทันสมัยกําลังพัฒนาอย่างรวดเร็วไปสู่การรวมสูงการประกอบความหนาแน่นสูงและความเร็วในการทํางานสูง ในฐานะที่เป็นแกนหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานชิปทํางานเร็วขึ้นและเร็วขึ้นใช้พลังงานมากขึ้นเรื่อย ๆ และปล่อยความร้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ หากความสามารถในการกระจายความร้อนของอุปกรณ์ไม่แข็งแรงการกระจายพลังงานจะทําให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นของพื้นที่ใช้งานชิปและอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อในอุปกรณ์

อัตราความล้มเหลวของส่วนประกอบมีความสัมพันธ์แบบทวีคูณกับอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อและประสิทธิภาพจะลดลงเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น อัตราความล้มเหลวเพิ่มขึ้นสองครั้งสําหรับทุกๆ 10 °Cเพิ่มขึ้นในอุณหภูมิการทํางานของส่วนประกอบ

ดังนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทํางานและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานจึงมีความจําเป็นและเร่งด่วนมากขึ้นในการออกแบบความร้อนที่เหมาะสมสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และใช้มาตรการกระจายความร้อนภายนอกที่เหมาะสม ในปัจจุบันเทคโนโลยีการกระจายความร้อนทั่วไปของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานรวมถึงการระบายความร้อนด้วยอากาศการระบายความร้อนด้วยของเหลวเทคโนโลยีท่อความร้อน

อากาศเย็น:

การใช้ฮีทซิงค์ระบายความร้อนด้วยอากาศเพื่อทําให้ชิปอิเล็กทรอนิกส์เย็นลงเป็นวิธีการกระจายความร้อนที่ง่ายที่สุดโดยตรงและต้นทุนต่ําสุด โดยทั่วไปการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีการใช้พลังงานต่ําหรือปานกลาง ในปัจจุบันมีการใช้พัดลมขั้นสูงและอ่างความร้อนในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ดีที่สุดความสามารถในการทําความเย็นของเทคโนโลยีการระบายความร้อนของอากาศสามารถเข้าถึง 50W · ซม. -2 หลักการของฮีทซิงค์ระบายความร้อนด้วยอากาศนั้นง่ายมาก: ความร้อนที่กระจายโดยชิปจะถูกส่งไปยังฐานโลหะผ่านวัสดุพันธะจากนั้นไปยังอ่างความร้อนความร้อนจะกระจายไปในอากาศผ่านการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือการพาความร้อนแบบบังคับ การนําและการพาความร้อนเป็นสองวิธีหลักในการถ่ายเทความร้อน เพื่อถ่ายโอนความร้อนที่กระจายโดยชิปไปยังสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่อนุญาตสามารถใช้วิธีการต่อไปนี้เพื่อเสริมสร้างการนําไฟฟ้าและการกระจายความร้อนพาความร้อน

ระบายความร้อนด้วยของเหลว:

การระบายความร้อนด้วยของเหลวเรียกอีกอย่างว่าการระบายความร้อนด้วยน้ํา ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสูงการนําความร้อนมากกว่า 20 เท่าของการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมและไม่มีเสียงรบกวนสูงของการระบายความร้อนด้วยอากาศซึ่งสามารถแก้ปัญหาการระบายความร้อนและการลดเสียงรบกวนได้ดีขึ้น อุปกรณ์กระจายความร้อนระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นสี่ส่วน: ปั๊มน้ําขนาดเล็ก, ท่อหมุนเวียน, กล่องดูดซับความร้อนและอ่างความร้อน หลักการของการกระจายความร้อนระบายความร้อนด้วยน้ํานั้นง่ายมาก การกระจายความร้อนของน้ําหล่อเย็นเป็นอุปกรณ์หมุนเวียนของเหลวแบบปิดผ่านพลังงานที่สร้างขึ้นโดยปั๊มการไหลเวียนของของเหลวในระบบปิดจะได้รับการส่งเสริมและความร้อนที่เกิดจากชิปที่ดูดซับโดยกล่องดูดซับความร้อนจะถูกนําไปยังอุปกรณ์กระจายความร้อนที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่สําหรับการกระจายความร้อนผ่านการไหลเวียนของของเหลว ของเหลวที่ระบายความร้อนจะกลับไปที่อุปกรณ์ดูดซับความร้อนอีกครั้งเพื่อการกระจายความร้อนอย่างต่อเนื่อง

เทคโนโลยีฮีทไปป์:

ท่อความร้อนเป็นองค์ประกอบการแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง การถ่ายเทความร้อนระหว่างของเหลวเย็นและร้อนควบคู่ไปกับกระบวนการเปลี่ยนเฟสของการระเหยและการควบแน่นของสื่อการทํางานในท่อความร้อน การนําความร้อนเทียบเท่าสามารถเข้าถึง 103 ~ 104 เท่าของโลหะ เมื่อเทียบกับอุปกรณ์กระจายความร้อนแบบดั้งเดิมท่อความร้อนไม่จําเป็นต้องใช้พลังงานมีขนาดพื้นที่ขนาดเล็กและความสามารถในการทําความเย็นสูงการถ่ายเทความร้อนต่อพื้นที่หน่วยสูง ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบการนําความร้อนที่มีประสิทธิภาพท่อความร้อนเหมาะสําหรับการกระจายความร้อนภายใต้ฟลักซ์ความร้อนสูงและสามารถใช้สําหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ได้อัตราการส่งออกความร้อนสูง ในปัจจุบันพลังการกระจายความร้อนสูงสุดของหม้อน้ําท่อความร้อนที่รู้จักกันสําหรับการกระจายความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กําลังสูงถึง 200W · ซม. -2

โซลูชันการกระจายความร้อนที่แตกต่างกันมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน ในการใช้งานจริงต้องเลือกวิธีการกระจายความร้อนที่หลากหลายตามความต้องการของอุปกรณ์ไฟฟ้า ด้วยวิธีนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถให้การเล่นเต็มรูปแบบเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานที่มั่นคง