隨著科技的飛速發展,尤其是計算機芯片技術的不斷進步,電子設備的集成度越來越高,尺寸不斷縮小,導致熱流密度急劇增加。如何有效散熱,成為保障設備穩定運行、延長使用壽命的關鍵問題。
1. 風冷散熱
風冷散熱是最常見的散熱方式之一,包括自然對流和強迫對流兩種形式。自然對流是依靠元器件周圍空氣的自然流動來帶走熱量,適用于熱流密度較低、元件溫升不高的設備。而強迫對流則是通過風扇等外部裝置加速空氣流動,提高散熱效率。然而,當芯片表面的熱流密度達到極高水平(如106W/m2)時,即使風扇轉速高達3500-6000rpm,產生的噪音也會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,利用液體的高比熱容和流動性,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,通過液體的蒸發和冷凝循環實現熱量的傳遞和排放。雖然液冷散熱效果顯著,但裝置復雜、重量大,且對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、毛細吸液芯和工作介質組成。熱管利用工作介質的蒸發和冷凝過程,在蒸發段吸收熱量,在冷凝段釋放熱量,從而實現熱量的快速傳遞。熱管散熱具有結構緊湊、散熱效率高、無需額外動力等優點,廣泛應用于CPU、GPU等高熱流密度器件的散熱中。
4. 均熱板散熱
我們暢能達的相變熱控器件導熱率也能達到10000W/m·K以上。憑借熱阻較低、導熱速率快、傳熱能力大、適應性良好等優點,能做到熱管理系統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,但是熱導率卻是銅的25倍之多,可以說導熱能力是非常強的。
高熱流密度器件的散熱是一個復雜而重要的問題,需要綜合考慮散熱效率、成本、可靠性等多個因素。未來,隨著材料科學、微納技術和智能制造技術的不斷發展,高熱流密度器件的散熱問題將得到更加有效的解決。
審核編輯 黃宇
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