Dissipação de calor do equipamento eletrônico de energia

     Os modernos equipamentos eletrônicos de energia estão se desenvolvendo rapidamente para alta integração, montagem de alta densidade e alta velocidade de operação. Como núcleo de equipamentos eletrônicos de energia, o chip funciona cada vez mais rápido, consome cada vez mais energia e emite cada vez mais calor. Se a capacidade de dissipação de calor do dispositivo não for forte, a dissipação de energia causará o aumento da temperatura da área ativa do chip e a temperatura de junção no dispositivo.

A taxa de falha dos componentes tem uma relação exponencial com a temperatura de junção, e o desempenho diminui com o aumento da temperatura de junção. A taxa de falha aumenta duas vezes para cada aumento de 10 °C na temperatura de trabalho dos componentes.

Portanto, para melhorar o desempenho de trabalho e a confiabilidade dos equipamentos eletrônicos de energia, é mais necessário e urgente realizar um projeto térmico razoável para equipamentos eletrônicos e tomar medidas razoáveis de dissipação de calor externo. Atualmente, as tecnologias comuns de dissipação de calor dos equipamentos eletrônicos de energia incluem resfriamento de ar, resfriamento líquido, tecnologia de tubulação de calor, etc.

Resfriamento de ar:

Usar dissipador de calor refrigerado a ar para resfriar chips eletrônicos é o método de dissipação de calor mais simples, direto e de menor custo. De um modo geral, a tecnologia de resfriamento de ar ou ar forçado é usada principalmente em dispositivos ou equipamentos eletrônicos com baixo ou médio consumo de energia. Atualmente, ventiladores avançados e dissipadores de calor otimizados de grande área são usados, a capacidade de resfriamento da tecnologia de resfriamento de ar pode chegar a 50W · cm-2. O princípio do dissipador de calor refrigerado a ar é muito simples: o calor dissipado pelo chip é transmitido para a base metálica através de materiais de ligação, e, em seguida, para o dissipador de calor, o calor é dissipado no ar através de convecção natural ou convecção forçada. Condução e convecção são dois principais métodos de transferência de calor. Para transferir o calor dissipado pelo chip para o ambiente atmosférico sob as condições de temperatura permitidas, os seguintes métodos podem ser adotados para fortalecer a condução e a dissipação de calor convecção.

Resfriamento líquido:

O resfriamento líquido também é chamado de resfriamento de água. Sua eficiência de dissipação de calor é alta, sua condutividade de calor é mais de 20 vezes maior que a do resfriamento do ar tradicional, e não há alto ruído de ar resfriamento, o que pode resolver melhor os problemas de resfriamento e redução de ruído. O dispositivo de dissipação de calor de resfriamento líquido pode ser aproximadamente dividido em quatro partes: micro bomba de água, tubo circulante, caixa de absorção de calor e dissipador de calor. O princípio da dissipação de calor de resfriamento da água é muito simples. Dissipação de calor de resfriamento de água é um dispositivo de circulação líquida fechada, Através da energia gerada pela bomba, a circulação líquida no sistema fechado é promovida, e o calor gerado pelo chip absorvido pela caixa de absorção de calor é levado ao dispositivo de dissipação de calor com maior área para dissipação de calor através da circulação líquida. O líquido resfriado retorna novamente ao equipamento de absorção de calor para dissipação contínua de calor circulante.

Tecnologia heatpipe:

O tubo térmico é um elemento de troca de calor com alta eficiência de transferência de calor. A transferência de calor entre fluidos frios e quentes é acoplada pelo processo de mudança de fase de evaporação e condensação do meio de trabalho no tubo de calor. Sua condutividade térmica equivalente pode chegar a 103 ~ 104 vezes a do metal. Comparado com o equipamento tradicional de dissipação de calor, o tubo de calor não precisa consumir energia, tem pequeno tamanho de espaço e alta capacidade de resfriamento, a transferência de calor por unidade é alta. Como um elemento eficiente de condução de calor, o tubo de calor é adequado para dissipação de calor sob alto fluxo de calor e pode ser usado para componentes eletrônicos para obter alta taxa de exportação de calor. Atualmente, a potência máxima de dissipação de calor do conhecido radiador de tubos de calor para dissipação de calor de componentes eletrônicos de alta potência atingiu 200W · cm-2.

Diferentes soluções de dissipação de calor têm diferentes vantagens e desvantagens. Na aplicação prática, métodos diversificados de dissipação de calor precisam ser selecionados de acordo com as necessidades dos equipamentos de energia. Só assim o equipamento eletrônico pode dar o máximo de desempenho e vida útil estável.