随着科技的飞速发展,尤其是计算机芯片技术的不断进步,电子设备的集成度越来越高,尺寸不断缩小,导致热流密度急剧增加。如何有效散热,成为保障设备稳定运行、延长使用寿命的关键问题。
1. 风冷散热
风冷散热是最常见的散热方式之一,包括自然对流和强迫对流两种形式。自然对流是依靠元器件周围空气的自然流动来带走热量,适用于热流密度较低、元件温升不高的设备。而强迫对流则是通过风扇等外部装置加速空气流动,提高散热效率。然而,当芯片表面的热流密度达到极高水平(如106W/m2)时,即使风扇转速高达3500-6000rpm,产生的噪音也会接近人类工作的极限(约45dB),且散热效果有限。
2. 液冷散热
液冷散热通过液体(如水、乙二醇等)作为冷却介质,利用液体的高比热容和流动性,将热量从器件中带走。浸没式冷却是一种典型的液冷方式,即将器件完全浸没在冷却液体中,通过液体的蒸发和冷凝循环实现热量的传递和排放。虽然液冷散热效果显著,但装置复杂、重量大,且对密封性和防漏要求极高。
3. 热管散热
热管是一种高效换热部件,由管壳、毛细吸液芯和工作介质组成。热管利用工作介质的蒸发和冷凝过程,在蒸发段吸收热量,在冷凝段释放热量,从而实现热量的快速传递。热管散热具有结构紧凑、散热效率高、无需额外动力等优点,广泛应用于CPU、GPU等高热流密度器件的散热中。
4. 均热板散热
我们畅能达的相变热控器件导热率也能达到10000W/m·K以上。凭借热阻较低、导热速率快、传热能力大、适应性良好等优点,能做到热管理系统控制效果的整体提升。虽然我们的器件外壳常用铜,看上去也很像一块普通的铜片,但是热导率却是铜的25倍之多,可以说导热能力是非常强的。
高热流密度器件的散热是一个复杂而重要的问题,需要综合考虑散热效率、成本、可靠性等多个因素。未来,随着材料科学、微纳技术和智能制造技术的不断发展,高热流密度器件的散热问题将得到更加有效的解决。
审核编辑 黄宇
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