Охлаждение электроники
Охлаждение электроники включает в себя тепловое проектирование, анализ и экспериментальную характеристику электронных систем как отдельную дисциплину с процессом создания продукта для электронного продукта или подсистемы электроники внутри продукта (например, блока управления двигателем (ECU) для автомобиля). Доступны онлайн-источники информации. [1] и на эту тему опубликован ряд книг. [2] [3] [4]
Охлаждение компьютера — это подтема. Радиаторы — это устройства, которые используются для увеличения площади поверхности электронных компонентов, доступной для воздушного охлаждения , помогая снизить температуру корпуса компонентов. Вентиляторы используются для увеличения потока воздуха.
Тепловое проектирование и анализ выполняются с использованием ручных расчетов или электронных таблиц на основе правил проектирования или корреляций теплопередачи. инструменты компьютерного проектирования, такие как вычислительная гидродинамика Также используются .
Активное охлаждение электроники
[ редактировать ]
Помимо пассивной теплопроводности, с помощью термоэлектрических охладителей можно обеспечить активное охлаждение, потребляющее электроэнергию. [5]
прикладывается электрическое напряжение материалу n- типа ( p -типа) Когда к полупроводниковому , электрическое поле будет перемещать электроны ( дырки ) от одного конца к другому, которые также перенесут электронную кинетическую энергию и энтропию . В конечном итоге будет создан температурный градиент, чтобы уравновесить движущую силу электрического поля . Это называется эффектом Пельтье , а холодильное или охлаждающее устройство, созданное на основе этого эффекта, называется охладителем Пельтье. Один охладитель Пельтье состоит как минимум из одной n -ветви и одной p -ветви, которую также называют переходом Пельтье. [6] Хотя эффективность охладителей Пельтье, как правило, лишь примерно на 10–15 % выше, чем в обратном цикле Карно , или на 40–60 % эффективнее, чем в цикле сжатия пара , в некоторых особых случаях это может быть единственным выбором для приложений, в том числе в электронике. спутников , на подводных лодках и в чрезвычайно компактном пространстве благодаря своей полупроводниковой природе, низким потребностям в обслуживании, компактным размерам и бесшумной работе. [7]
Несколько переходов Пельтье, отвечающих за каждое конкретное температурное окно, обычно можно сгруппировать для дальнейшего повышения общей эффективности охлаждения электроники. Будучи активными тепловыми насосами, которые потребляют электроэнергию, термоэлектрические охладители могут создавать температуру ниже температуры окружающей среды, что невозможно при использовании пассивных радиаторов, жидкостного охлаждения с радиаторным охлаждением или HSF с тепловыми трубками. Однако при откачке тепла модуль Пельтье обычно потребляет больше электроэнергии, чем перекачиваемое количество тепла. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Журнал об охлаждении электроники
- ^ Аллан Д. Краус и Аврам Бар-Коэн (1995), Проектирование и анализ радиаторов , John Wiley & Sons, ISBN 0-471-01755-8
- ^ Кордибан, Тони (1998). Горячий воздух поднимается вверх и охлаждается — все, что вы знаете об охлаждении электроники, неверно . АСМЭ Пресс. ISBN 0-7918-0074-1 .
- ^ Ремсбург, Ральф (2001). Тепловой расчет электронного оборудования . ЦРК Пресс. ISBN 0-8493-0082-7 .
- ^ Тейлор, РА; Солбреккен, Г.Л. (2008). «Комплексная оптимизация термоэлектрических устройств на уровне системы для электронного охлаждения». Транзакции IEEE по компонентам и технологиям упаковки . 31 : 23–31. дои : 10.1109/TCAPT.2007.906333 . S2CID 39137848 .
- ^ Голдсмид, Х. Джулиан (2016). Введение в термоэлектричество . Серия Спрингера по материаловедению. Том. 121. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. Бибкод : 2016inh..book.....G . дои : 10.1007/978-3-662-49256-7 . ISBN 978-3-662-49255-0 .
- ^ «Перспективы альтернатив технологии сжатия пара для охлаждения помещений и охлаждения пищевых продуктов» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 6 марта 2013 года . Проверено 23 января 2013 г.
- ^ «Технологии | Инохлаждение» . www.incooling.com .