Yuqori quvvatli kommutatsiya quvvat manbaining termal dizayn printsipi
1. Nima uchun elektron mahsulotlarga termal yechim kerak
Elektron mahsulotlarning chiplari yuqori darajada integratsiyalashgan bo'lib, tobora ko'proq funktsional talablar va kichikroq va kichikroq hajmli talablar mavjud. Bugungi komponentlar miniatyura, yuqori funksionallik va yuqori samaradorlik tomon jadal rivojlanmoqda. Yuqori samarali komponentlar yuqori tezlikda juda ko'p issiqlik hosil qiladi va komponentlar normal ish haroratida ishlashini ta'minlash uchun bu issiqlikni darhol olib tashlash kerak. Eng yuqori samaradorlik bilan ishlang. Shu sababli, issiqlik o'tkazuvchanligining tegishli texnologiyasi doimiy ravishda elektron sanoatning rivojlanishi bilan bog'liq.
2. Issiqlik qabul qiluvchi materiallarning turlari:
Oltin, kumush, temir, mis, alyuminiy, alyuminiy qotishmasi, silikon qatlam va boshqalar.
3. Issiqlikning tarqalish printsipi
A radiatorining issiqlik tarqalish shakli asosan radiatsiya va konveksiyani o'z ichiga oladi.
Radiatsion issiqlik uzatish: issiqlik energiyasi nurlanish shaklida, hech qanday vositasiz, vakuum holatida uzatilishi mumkin, masalan, quyoshning issiqlik energiyasi koinot orqali erga uzatiladi.
Konvektiv issiqlik uzatish: Issiqlik energiyasi havo yoki boshqa vositalar orqali, masalan, havoni isitish uchun konveksiya radiatorlari orqali uzatiladi. Havo xonadagi hamma narsani isitadi va havo harakati asosan issiqlik energiyasini tarqatish uchun havoning harakatiga tayanadi.
Radiatsiya radiatorlari an'anaviy ma'noda umumiy issiqlik tarqalishining nisbiy ulushini tashkil etadigan radiatorlarga ishora qiladi. Hozirgi vaqtda eng tipik nurli radiatorlar quyma temir, po'lat ustunli radiatorlar va mis-alyuminiy kompozit radiatorlardir. Va shunga o'xshash, ular orasida radiatsiya orqali uzatiladigan issiqlik energiyasi faqat 30 foizni tashkil qiladi, qolgan 70 foiz issiqlik energiyasi esa konveksiya orqali uzatiladi. Konveksiya radiatori asosan hech qanday radiatsiya issiqlik almashinuviga ega bo'lmagan (yoki juda kichik) radiatordir, masalan, Fried mis quvurli konveksiya radiatori. Radiatorga qaraganda qulayroq va tezroq isitiladi.
B. Issiqlik tarqalish usullariga radiatsiya issiqlik tarqalishi, o'tkazuvchanlik issiqlik tarqalishi, konveksiya issiqlik tarqalishi va bug'lanish issiqlik tarqalishi kiradi.
Tananing turli to'qimalari va a'zolari tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik qon aylanishi bilan birga tananing barcha qismlariga teng ravishda taqsimlanadi. Qon terining qon tomirlari orqali oqib o'tganda, umumiy issiqlikning 90 foizi teri tomonidan chiqariladi, shuning uchun teri issiqlikni tarqatish uchun tananing asosiy qismidir. Bundan tashqari, nafas olish, siydik va najas bilan o'pka, buyraklar va ovqat hazm qilish yo'llari orqali tanadan tarqaladigan issiqlikning kichik bir qismi ham mavjud.
(1) Issiqlik tarqalish usuli - asosan jismoniy yo'l
1. Radiatsiya Radiatsiya deganda tananing infraqizil nurlarini chiqarish orqali issiqlikni tarqatishi tushuniladi. Teri harorati atrof-muhit haroratidan yuqori bo'lsa, tananing issiqligi radiatsiya ta'sirida tarqaladi. Radiatsiya issiqlik tarqalishi terining harorati, atrof-muhit harorati va tananing samarali radiatsiya maydoni kabi omillar bilan bog'liq. Umuman olganda, radiatsiya issiqlik tarqalishi umumiy issiqlik tarqalishining 40 foizini tashkil qiladi. Albatta, agar atrof-muhit harorati teri haroratidan yuqori bo'lsa, tana yorqin issiqlikni o'zlashtiradi. Po‘lat ishchilar, issiq yozda quyosh ostida dalada ishlaydigan dehqonlar kabi pechlar oldida ishlaydi.
2. O'tkazuvchanlik va konvektsiya O'tkazuvchanlik - molekulyar kinetik energiyani uzatish orqali tananing issiqlikni tarqatish usuli. Inson tanasi teridan sovuqroq bo'lgan narsalar (kiyimlar, ko'rpa-to'shaklar, stullar va boshqalar) bilan bevosita aloqa qilganda, issiqlik tanadan bu narsalarga o'tadi. Klinik jihatdan yuqori isitma bilan og'rigan bemorlarni sovutish uchun muz qopqoqlari, muz paketlari va boshqa usullardan foydalanish ushbu printsipdan foydalanadi.
C, radiator va atrof-muhit o'rtasidagi issiqlik almashinuvi
Issiqlik radiatorning yuqori qismiga o'tkazilgandan so'ng, o'tkazilgan issiqlikni imkon qadar tezroq atrof-muhitga tarqatish kerak. Havo sovutadigan radiator uchun u atrofdagi havo bilan issiqlik almashinuvidir. Bu vaqtda issiqlik ikki xil muhit o'rtasida o'tkaziladi va quyidagi formula Q= XAX DT bo'ladi, bu erda DT ikki muhit o'rtasidagi harorat farqi, ya'ni radiator va atrofdagi havo o'rtasidagi harorat farqi. ; va suyuqlikning harorat farqidir. Issiqlik o'tkazuvchanligi, issiqlik qabul qiluvchi material va havo tarkibi aniqlangandan so'ng, bu belgilangan qiymatdir; eng muhim A - issiqlik qabul qiluvchi va havo o'rtasidagi aloqa maydoni. Boshqa shartlar, masalan, issiqlik qabul qiluvchining hajmi o'zgarmasligi sababli, odatda bo'ladi, ammo radiatorning shaklini o'zgartirish, havo bilan aloqa qilish maydonini oshirish va issiqlik almashinuvi maydonini oshirish orqali u samarali hisoblanadi. issiqlik tarqalish samaradorligini oshirishni anglatadi. , Bunga erishish uchun sirt maydoni odatda sirt qo'polligi yoki iplar bilan to'ldirilgan fin dizayni yordamida oshiriladi.
Issiqlik havoga o'tkazilgandan so'ng, issiqlik qabul qiluvchi bilan aloqa qiladigan havo harorati tez ko'tariladi. Bu vaqtda issiq havo konveksiya kabi issiqlik almashinuvi orqali atrofdagi sovuq havo bilan issiqlikni iloji boricha olib tashlashi kerak. Havo sovutgichli radiatorlar uchun eng muhim vosita havo oqimi tezligini oshirish va majburiy konveksiyaga erishish uchun fandan foydalanishdir. Bu, asosan, fanning dizayni va shamol tezligi bilan bog'liq. Radiator fanining samaradorligi (oqim, shamol bosimi kabi) asosan fan pichog'ining diametriga, eksenel uzunligiga, fan tezligiga va fan pichog'ining shakliga bog'liq. Fan oqimi asosan CFM (Imperial tizim, kub fut/daqiqa) da, CFM esa taxminan 0,028mm3/minut oqimdir.
Sof alyuminiy radiator
Sof alyuminiy radiator - dastlabki kunlarda eng keng tarqalgan radiator. Uning ishlab chiqarish jarayoni oddiy va narxi past. Hozirgacha sof alyuminiy radiator hali ham bozorning katta qismini egallaydi. Qanotlarining issiqlik tarqalish maydonini oshirish uchun sof alyuminiy radiatorlar uchun eng ko'p ishlatiladigan ishlov berish usuli alyuminiy ekstruziya texnologiyasidir va sof alyuminiy radiatorni baholashning asosiy ko'rsatkichlari radiator bazasining qalinligi va Pin-Fin nisbati hisoblanadi. . Pin issiqlik qabul qiluvchining qanotlarining balandligini, Fin esa ikkita qo'shni qanot orasidagi masofani bildiradi. Pin-Fin nisbati - Pinning balandligi (taglikning qalinligi bundan mustasno) Fin tomonidan bo'linadi. Pin-Fin nisbati qanchalik katta bo'lsa, radiatorning samarali issiqlik tarqalish maydoni qanchalik katta bo'lsa va alyuminiy ekstruziya texnologiyasi yanada rivojlangan.
Sof mis radiator
Misning issiqlik o'tkazuvchanligi alyuminiynikidan 1,69 baravar ko'p, shuning uchun boshqa shartlar bir xil bo'lsa, sof mis issiqlik qabul qiluvchilar issiqlik manbasidan tezroq issiqlikni olishi mumkin. Biroq, misning tuzilishi muammodir. Ko'pgina reklama qilingan "sof mis issiqlik moslamalari" aslida 100 foiz mis emas. Mislar ro'yxatida mis miqdori 99 foizdan ortiq bo'lganlar kislotasiz mis deb ataladi va misning keyingi navi 85 foizdan kam mis tarkibiga ega bo'lgan Dan misidir. Bozordagi sof mis issiqlik moslamalarining aksariyati hozirda ikkalasi o'rtasida mis tarkibiga ega. Ba'zi past sof mis radyatörlerin mis tarkibi hatto 85 foizni tashkil etmaydi. Narxlari juda past bo'lsa-da, uning issiqlik o'tkazuvchanligi sezilarli darajada kamayadi, bu esa issiqlik tarqalishiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, misning yuqori xarajat, qiyin ishlov berish va issiqlik qabul qiluvchining juda ko'p massasi kabi aniq kamchiliklari bor, bu esa barcha mis issiqlik moslamalarini qo'llashga to'sqinlik qiladi. Qizil misning qattiqligi alyuminiy qotishmasi AL6063 kabi yaxshi emas va ba'zi mexanik ishlov berishning ishlashi (masalan, yiv ochish) alyuminiy kabi yaxshi emas; misning erish nuqtasi alyuminiydan ancha yuqori, bu ekstruziya hosil bo'lishiga yordam bermaydi (ExtrusiON) va boshqalar.
Eng ko'p ishlatiladigan issiqlik qabul qiluvchi materiallar mis va alyuminiy qotishmalari bo'lsa-da, alyuminiy qotishmalari ishlov berish oson va arzon narxlardagi va eng ko'p ishlatiladigan materiallardir. Misning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi uning issiqlikni bir zumda yutish qobiliyatini alyuminiy qotishmalariga qaraganda yaxshiroq qiladi. Tezlik alyuminiy qotishmasidan sekinroq. Shuning uchun, sof mis, sof alyuminiy yoki alyuminiy qotishma radiatoridan qat'i nazar, halokatli kamchilik bor: faqat bitta material ishlatilganligi sababli, asosiy issiqlik tarqalish qobiliyati engil issiqlik tarqalishi ehtiyojlarini qondira olsa ham, u issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshi muvozanatlashtira olmaydi. . Imkoniyat va issiqlik sig'imining ikkita talabi yuqori issiqlik tarqalishi talablari bo'lgan hollarda biroz oshib ketadi.
Mis-alyuminiyni bog'lash texnologiyasi
Mis va alyuminiyning tegishli kamchiliklarini ko'rib chiqqandan so'ng, bozorda ba'zi yuqori darajadagi radiatorlar ko'pincha mis-alyuminiy kombinatsiyasini ishlab chiqarish jarayonlaridan foydalanadilar. Bu issiqlik qabul qiluvchilar odatda mis metall asoslardan foydalanadi, issiqlik qabul qiluvchi qanotlari esa alyuminiy qotishmasidan tayyorlanadi. Albatta, mis asosiga qo'shimcha ravishda, issiqlik batareyasi uchun mis ustunlarini ishlatish kabi usullar ham mavjud, bu ham xuddi shu printsipdir. Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bilan mis pastki yuzasi protsessor tomonidan chiqarilgan issiqlikni tezda o'zlashtira oladi; alyuminiy qanotlari murakkab jarayonlar yordamida issiqlik tarqalishi uchun eng qulay shaklga keltirilishi mumkin va katta issiqlik saqlash joyini ta'minlaydi va uni tezda chiqaradi. Barcha jihatlarda muvozanat topildi.
Issiqlik protsessor yadrosidan issiqlik qabul qiluvchining yuzasiga tarqaladi, bu issiqlik o'tkazuvchanligi jarayonidir. Issiqlik moslamasining poydevori uchun, u yuqori issiqlik manbasining kichik maydoni bilan bevosita aloqada bo'lganligi sababli, taglik issiqlikni tezda o'tkazib yuborishi kerak. Issiqlik moslamasi uchun issiqlik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan materiallardan foydalanish issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun juda foydali. Issiqlik o'tkazuvchanligi tizimining taqqoslash jadvalidan ko'rinib turibdiki, masalan, alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligi 237 Vt / mK, misning issiqlik o'tkazuvchanligi 401 Vt / mK. Xuddi shu hajmdagi radiatorlarni solishtirganda, misning og'irligi alyuminiydan 3 baravar, alyuminiyning o'ziga xos issiqligi esa 3 barobar. Bu misdan atigi 2,3 baravar ko'p, shuning uchun bir xil hajmda mis radiator alyuminiy radiatorga qaraganda ko'proq issiqlikni ushlab turishi va sekinroq isishi mumkin. Issiqlik moslamasi tagining bir xil qalinligi bilan mis nafaqat CPU Die kabi issiqlik manbalarining haroratini tezda olib tashlashi mumkin, balki o'zining harorat ko'tarilishi alyuminiy issiqlik qabul qiluvchilarga qaraganda sekinroqdir. Shuning uchun, mis issiqlik qabul qiluvchining pastki yuzasini tayyorlash uchun ko'proq mos keladi.
Biroq, bu ikki metalning kombinatsiyasi nisbatan qiyin va mis va alyuminiy o'rtasidagi yaqinlik yomon. termal qarshilik). Haqiqiy dizayn va ishlab chiqarishda ishlab chiqaruvchilar har doim interfeysning termal qarshiligini imkon qadar kamaytirishga harakat qilishadi va zaif tomonlardan qochishadi, bu ko'pincha ishlab chiqaruvchining dizayn imkoniyatlari va ishlab chiqarish jarayonlarini aks ettiradi.
4. Issiqlik muhiti - issiqlik o'tkazuvchan silikagel.
a. Termal qarshilik nima?
"Issiqlik qarshiligi" (issiqlik qarshiligi) deb ataladigan issiqlik uzatishni oldini olish qobiliyatini aks ettiruvchi keng qamrovli parametrga ishora qiladi. Issiqlik qarshiligi tushunchasi qarshilikka juda o'xshash va birlik ham shunga o'xshash - daraja / Vt, ya'ni ob'ektning uzluksiz issiqlik uzatish quvvati 1 Vt bo'lganda issiqlik o'tkazuvchanligi yo'lining ikki uchi orasidagi harorat farqi. .
b. Havoning issiqlik qarshiligi tabiatda eng katta bo'lib, uning qiymati 0.03W/mK ga yaqin;
c. Havoni kamaytirish uchun isitish tanasi va metall issiqlik moslamasi orasidagi bo'shliqni to'ldiring, shunda isitish tanasi va issiqlik qabul qiluvchi to'g'ridan-to'g'ri konveksiya issiqlik tarqalishini ko'rsatadi.
d. Issiqlik o'tkazuvchan silikon plita ham issiqlikni bilvosita tarqatishi mumkin, ya'ni u tashqarida qoladi, shuning uchun u issiqlik qabul qiluvchi deb ataladi.
Sinda Thermal - etakchi issiqlik batareyasi ishlab chiqaruvchisi, biz issiqlik bo'yicha mutaxassislar jamoasi va ko'plab aniq jihozlar va uskunalarga egamiz, biz eng raqobatbardosh taklif va yuqori sifatli issiqlik moslamalarini o'chirib qo'yishimiz mumkin. Agar sizda termal talablaringiz bo'lsa, iltimos biz bilan bog'laning.
