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薄型设计 - LED散热技术—静音气冷

2011年11月04日 12:01 本站整理 作者:秩名 用户评论(0
薄型设计当道 静音气冷一展长才

  虽然被动式散热有一项特点是完全无声,但却无法满足高效能电子产品的散热需求,以一部典型的笔电须排散25~60瓦(W)甚至更多热量为例,就算是用钻石做成的笔电,搭配全球最好的等向性导热体,若采用的是无风扇被动散热技术,最多只能排散10~15瓦的热量,可预见过热状况将层出不穷。

  有鉴于当前笔电排热量可观,而机体设计不断朝向轻薄趋势,又拥有吵杂的散热风扇,故已成为静音气冷的理想搭挡,而针对图2所示的静音气冷组件原型设计,其经过专门设计,如搭载电子液动力送风机(EHD Blower)与微型高压电源供应器(HVPS)后,可被建置于原本用来容纳机械式散热风扇的空间内(26cm2×1m)。加上此款原型组件采用冷阴极管(CCFL)变压器电路,亦可将笔电电池的12伏特直流电(VDC)转换成运作此组件所需的千伏特(kV)电力等级。

  锁定薄型化电子产品的发展,最新的静音气冷技术也将着重于优化散热气流及缩减厚度,且仅须使用过去一半的耗电量就能让排热量达到和风扇加散热片一样的散热水平。

  无独有偶,最近一体成型(All-in-one)计算机市占率持续攀升,而其内部空间相当有限,且散热系统也经常位于用户的耳朵附近,使得静音运作格外重要,而静音气冷微型化、低噪音的特性在此类型应用中便很合适,成为另一个可将其导入的新兴应用领域。

  另一方面,若以大型电子设备如数据中心的冷却方案来看,由于数据中心是搭配专属的基础设施并在固定地点上运作,因此适合采用以液态冷却技术来散热。有别于可携式应用,数据中心可安装管线,以安静且有效率的方式将服务器排出的热量传送至外部,再透过大型散热片搭配风扇散热。不过,如果没有静音的考虑,又能妥善控制冷却负荷,便可只使用高风压传统风扇,不须使用液态冷媒。在这种情况中,静音气冷即可被用来提升风扇的冷却效率,但不太可能完全取代风扇。

  LED导入静音气冷需求兴

  值得一提的是,静音气冷其中一个主要应用为发光二极管(LED)照明,尤其在白炽灯泡的运作温度高达800℃,大多透过辐射散热,而LED照明装置的运作温度仅有80~120℃,且不会释出大量的红外线能量的情下,近来LED逐渐成为取代白炽灯泡的省电型产品。然而,在LED运作持续升温之际,已影响光色和降低光强度,再加上传统灯泡的灯座并非以散热为考虑来设计,因此当使用LED灯取代传统灯具时,就必须透过分子对流的方法排热(图3)。

  

 

  图3 静音气冷装置靠近一个均匀加热的大面积平板时所摄得的热影像,其可在一个狭小空间内产生微风,仅需数平方毫米空间就能让LED温度降至25℃。

  目前冷却LED最常见的解决方案是被动式散热,此方式不外乎运用大体积、笨重、较昂贵的散热片来达成效果,且不会产生任何噪音或震动,故非常适合完全不允许有噪音与震动的照明应用。不过,热传导技术在更小、更轻的机体中,所排散的废热远超过被动式传导所能支持,因此静音气冷将成为LED照明灯具极富前景的解决方案。

  微型化趋势带动 新型散热方案行情涨

  微型化趋势促使市场须以新型的主动散热技术取代高发热小型装置中的散热风扇。虽然目前原始设备制造商(OEM)并没有可行的替代方案;不过静音气冷技术由于能为小尺寸装置提供高效率散热,前景一片看好。

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( 发表人:小兰 )

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