Αρχή θερμικής σχεδίασης τροφοδοσίας υψηλής ισχύος μεταγωγής
1. Γιατί τα ηλεκτρονικά προϊόντα χρειάζονται θερμική λύση
Τα τσιπ των ηλεκτρονικών προϊόντων είναι εξαιρετικά ενσωματωμένα, με ολοένα και περισσότερες λειτουργικές απαιτήσεις και ολοένα και μικρότερες απαιτήσεις όγκου. Τα σημερινά εξαρτήματα εξελίσσονται γρήγορα προς τη σμίκρυνση, την υψηλή λειτουργικότητα και την υψηλή απόδοση. Τα εξαρτήματα υψηλής απόδοσης θα παράγουν πολλή θερμότητα σε υψηλές ταχύτητες και αυτή η θερμότητα πρέπει να αφαιρεθεί αμέσως για να διασφαλιστεί ότι τα εξαρτήματα μπορούν να λειτουργήσουν σε κανονικές θερμοκρασίες λειτουργίας. Λειτουργήστε με την υψηλότερη απόδοση. Ως εκ τούτου, η σχετική τεχνολογία αγωγιμότητας θερμότητας αμφισβητείται συνεχώς με την ανάπτυξη της ηλεκτρονικής βιομηχανίας.
2. Τύποι υλικών ψύκτρας:
Χρυσός, ασήμι, σίδηρος, χαλκός, αλουμίνιο, κράμα αλουμινίου, φύλλο σιλικόνης κ.λπ.
3. Αρχή της απαγωγής θερμότητας
Η μορφή απαγωγής θερμότητας του καλοριφέρ Α περιλαμβάνει κυρίως ακτινοβολία και συναγωγή.
Μεταφορά θερμότητας ακτινοβολίας: η θερμική ενέργεια μεταδίδεται με τη μορφή ακτινοβολίας, χωρίς κανένα μέσο, μπορεί να μεταδοθεί σε κατάσταση κενού, όπως η θερμική ενέργεια του ήλιου μεταδίδεται στη γη μέσω του σύμπαντος.
Μεταφορά θερμότητας με συναγωγή: Η θερμική ενέργεια μεταδίδεται μέσω αέρα ή άλλων μέσων, όπως θερμαντικά σώματα μεταφοράς για τη θέρμανση του αέρα. Ο αέρας θερμαίνει τα πάντα στο δωμάτιο και η κίνηση του αέρα βασίζεται κυρίως στην κίνηση του αέρα για τη διάδοση της θερμικής ενέργειας.
Τα θερμαντικά σώματα ακτινοβολίας με την παραδοσιακή έννοια αναφέρονται σε θερμαντικά σώματα που αντιπροσωπεύουν ένα σχετικό μερίδιο της συνολικής απαγωγής θερμότητας. Επί του παρόντος, τα πιο τυπικά θερμαντικά σώματα ακτινοβολίας είναι τα θερμαντικά σώματα από χυτοσίδηρο, τα θερμαντικά σώματα κολώνας από χάλυβα και τα σύνθετα καλοριφέρ χαλκού-αλουμινίου. Και ούτω καθεξής, μεταξύ αυτών, η θερμική ενέργεια που μεταδίδεται από την ακτινοβολία αντιστοιχεί μόνο στο 30 τοις εκατό, και το υπόλοιπο 70 τοις εκατό της θερμικής ενέργειας μεταδίδεται με μεταφορά. Το θερμαντικό σώμα συναγωγής είναι ένα θερμαντικό σώμα χωρίς ουσιαστικά καμία ανταλλαγή θερμότητας ακτινοβολίας (ή πολύ μικρή), όπως το ψυγείο μεταφοράς σωλήνων χαλκού Fried. Θερμαίνεται πιο άνετα και πιο γρήγορα από ένα ακτινοβόλο καλοριφέρ.
Β. Οι μέθοδοι απαγωγής θερμότητας περιλαμβάνουν τη διάχυση θερμότητας ακτινοβολίας, τη διάχυση θερμότητας αγωγιμότητας, τη διάχυση θερμότητας με συναγωγή και την απαγωγή θερμότητας με εξάτμιση.
Η θερμότητα που παράγεται από διάφορους ιστούς και όργανα του σώματος κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλα τα μέρη του σώματος μαζί με την κυκλοφορία του αίματος. Όταν το αίμα ρέει μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία του δέρματος, το 90 τοις εκατό της συνολικής θερμότητας διαχέεται από το δέρμα, επομένως το δέρμα είναι το κύριο μέρος του σώματος που διαχέει τη θερμότητα. Υπάρχει επίσης ένα μικρό μέρος της θερμότητας, το οποίο διαχέεται από το σώμα μέσω των πνευμόνων, των νεφρών και του πεπτικού συστήματος με την αναπνοή, τα ούρα και τα κόπρανα.
(1) Ο τρόπος απαγωγής της θερμότητας - κυρίως ο φυσικός τρόπος
1. Ακτινοβολία Ακτινοβολία σημαίνει ότι το σώμα διαχέει τη θερμότητα εκπέμποντας υπέρυθρες ακτίνες. Όταν η θερμοκρασία του δέρματος είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, η θερμότητα του σώματος διαχέεται από την ακτινοβολία. Η απαγωγή της θερμότητας της ακτινοβολίας σχετίζεται με παράγοντες όπως η θερμοκρασία του δέρματος, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η αποτελεσματική περιοχή ακτινοβολίας του σώματος. Γενικά, η διάχυση θερμότητας ακτινοβολίας αντιπροσωπεύει το 40 τοις εκατό της συνολικής απαγωγής θερμότητας. Φυσικά, εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του δέρματος, το σώμα θα απορροφήσει τη θερμότητα που ακτινοβολεί. Οι εργάτες χάλυβα εργάζονται μπροστά σε φούρνους, όπως και οι αγρότες που εργάζονται στα χωράφια κάτω από τον ήλιο το ζεστό καλοκαίρι.
2. Αγωγή και συναγωγή Αγωγή είναι ο τρόπος με τον οποίο το σώμα διαχέει τη θερμότητα μεταφέροντας μοριακή κινητική ενέργεια. Όταν το ανθρώπινο σώμα βρίσκεται σε άμεση επαφή με αντικείμενα που είναι πιο δροσερά από το δέρμα (όπως ρούχα, κρεβάτια, καρέκλες κ.λπ.), η θερμότητα μεταφέρεται από το σώμα σε αυτά τα αντικείμενα. Κλινικά, η χρήση παγοκύστων, παγοκύστων και άλλων μεθόδων ψύξης ασθενών με υψηλό πυρετό χρησιμοποιεί αυτή την αρχή.
C, η ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του καλοριφέρ και του περιβάλλοντος
Αφού η θερμότητα μεταφερθεί στο επάνω μέρος του καλοριφέρ, είναι απαραίτητο να διαχέεται η μεταδιδόμενη θερμότητα στο περιβάλλον περιβάλλον το συντομότερο δυνατό. Για το αερόψυκτο καλοριφέρ, είναι η ανταλλαγή θερμότητας με τον περιβάλλοντα αέρα. Αυτή τη στιγμή, η θερμότητα μεταφέρεται μεταξύ δύο διαφορετικών μέσων και ο τύπος που ακολουθείται είναι Q= XAX ΔT, όπου ΔT είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο μέσων, δηλαδή η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ψυγείου και του περιβάλλοντος αέρα ; και είναι η διαφορά θερμοκρασίας του ρευστού. Η θερμική αγωγιμότητα, αφού προσδιοριστεί το υλικό της ψύκτρας και η σύνθεση του αέρα, είναι μια σταθερή τιμή. το πιο σημαντικό Α είναι η περιοχή επαφής μεταξύ της ψύκτρας και του αέρα. Υπό την προϋπόθεση ότι άλλες συνθήκες παραμένουν αμετάβλητες, όπως ο όγκος της ψύκτρας, θα υπάρχει γενικά. Ωστόσο, αλλάζοντας το σχήμα του ψυγείου, αυξάνοντας την περιοχή επαφής με τον αέρα και αυξάνοντας την περιοχή ανταλλαγής θερμότητας, είναι αποτελεσματικό σημαίνει βελτίωση της απόδοσης απαγωγής θερμότητας. Για να επιτευχθεί αυτό, το εμβαδόν της επιφάνειας γενικά αυξάνεται μέσω σχεδίασης πτερυγίων που συμπληρώνεται από τραχύτητα επιφάνειας ή νήματα.
Αφού η θερμότητα μεταφερθεί στον αέρα, η θερμοκρασία του αέρα που έρχεται σε επαφή με την ψύκτρα θα αυξηθεί γρήγορα. Αυτή τη στιγμή, ο ζεστός αέρας θα πρέπει να απομακρύνει τη θερμότητα όσο το δυνατόν περισσότερο με τον περιβάλλοντα κρύο αέρα μέσω ανταλλαγής θερμότητας όπως η μεταφορά. Για τα αερόψυκτα καλοριφέρ , το πιο σημαντικό μέσο είναι να αυξηθεί η ταχύτητα της ροής του αέρα και να χρησιμοποιηθεί ένας ανεμιστήρας για την επίτευξη εξαναγκασμένης μεταφοράς. Αυτό σχετίζεται κυρίως με τη σχεδίαση του ανεμιστήρα και την ταχύτητα του ανέμου. Η απόδοση του ανεμιστήρα του ψυγείου (όπως ροή, πίεση ανέμου) εξαρτάται κυρίως από τη διάμετρο του πτερυγίου του ανεμιστήρα, το αξονικό μήκος, την ταχύτητα του ανεμιστήρα και το σχήμα του πτερυγίου του ανεμιστήρα. Η ροή του ανεμιστήρα είναι ως επί το πλείστον σε CFM (Imperial system, κυβικά πόδια/λεπτό) και ένα CFM είναι περίπου 0,028mm3/λεπτό ροή.
Καλοριφέρ καθαρού αλουμινίου
Το καλοριφέρ από καθαρό αλουμίνιο είναι το πιο συνηθισμένο ψυγείο στις πρώτες μέρες. Η διαδικασία κατασκευής του είναι απλή και το κόστος χαμηλό. Μέχρι στιγμής, το ψυγείο καθαρού αλουμινίου εξακολουθεί να καταλαμβάνει σημαντικό μέρος της αγοράς. Προκειμένου να αυξηθεί η περιοχή απαγωγής θερμότητας των πτερυγίων του, η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος επεξεργασίας για θερμαντικά σώματα καθαρού αλουμινίου είναι η τεχνολογία εξώθησης αλουμινίου και οι κύριοι δείκτες για την αξιολόγηση ενός ψυγείου καθαρού αλουμινίου είναι το πάχος της βάσης του ψυγείου και η αναλογία Pin-Fin . Το pin αναφέρεται στο ύψος των πτερυγίων της ψύκτρας και το Fin αναφέρεται στην απόσταση μεταξύ δύο παρακείμενων πτερυγίων. Ο λόγος Pin-Fin είναι το ύψος του Pin (εξαιρουμένου του πάχους της βάσης) διαιρούμενο με το Fin. Όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία Pin-Fin, τόσο μεγαλύτερη είναι η αποτελεσματική περιοχή απαγωγής θερμότητας του ψυγείου και τόσο πιο προηγμένη είναι η τεχνολογία διέλασης αλουμινίου.
Καλοριφέρ καθαρού χαλκού
Η θερμική αγωγιμότητα του χαλκού είναι 1,69 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αλουμινίου, επομένως υπό την προϋπόθεση ότι άλλες συνθήκες είναι ίδιες, οι ψύκτρες από καθαρό χαλκό μπορούν να απομακρύνουν τη θερμότητα από την πηγή θερμότητας πιο γρήγορα. Ωστόσο, η υφή του χαλκού είναι ένα πρόβλημα. Πολλές διαφημιζόμενες «ψύκτες από καθαρό χαλκό» δεν είναι στην πραγματικότητα 100 τοις εκατό χαλκός. Στη λίστα του χαλκού, εκείνοι με περιεκτικότητα σε χαλκό πάνω από 99 τοις εκατό ονομάζονται χαλκός χωρίς οξύ και η επόμενη ποιότητα χαλκού είναι ο χαλκός Dan με περιεκτικότητα σε χαλκό μικρότερη από 85 τοις εκατό. Οι περισσότερες από τις ψύκτρες καθαρού χαλκού στην αγορά έχουν επί του παρόντος περιεκτικότητα σε χαλκό μεταξύ των δύο. Η περιεκτικότητα σε χαλκό ορισμένων κατώτερων καλοριφέρ καθαρού χαλκού δεν είναι καν 85 τοις εκατό. Αν και το κόστος είναι πολύ χαμηλό, η θερμική του αγωγιμότητα μειώνεται πολύ, γεγονός που επηρεάζει την απαγωγή θερμότητας. Επιπλέον, ο χαλκός έχει επίσης προφανείς ελλείψεις, όπως υψηλό κόστος, δύσκολη επεξεργασία και υπερβολική μάζα της ψύκτρας, που εμποδίζουν την εφαρμογή ψυκτών εξ ολοκλήρου από χαλκό. Η σκληρότητα του κόκκινου χαλκού δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή του κράματος αλουμινίου AL6063 και η απόδοση ορισμένων μηχανικών κατεργασιών (όπως η αυλάκωση) δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή του αλουμινίου. το σημείο τήξης του χαλκού είναι πολύ υψηλότερο από αυτό του αλουμινίου, το οποίο δεν ευνοεί τον σχηματισμό εξώθησης (ExtrusiON) και ούτω καθεξής.
Αν και τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά ψύκτρας είναι ο χαλκός και τα κράματα αλουμινίου, τα κράματα αλουμινίου είναι εύκολα στην επεξεργασία και χαμηλού κόστους και είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά. Η υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα του χαλκού κάνει τη στιγμιαία απορρόφηση θερμότητας καλύτερη από αυτή των κραμάτων αλουμινίου. Η ταχύτητα είναι μικρότερη από αυτή του κράματος αλουμινίου. Επομένως, ανεξάρτητα από τον καθαρό χαλκό, το καθαρό αλουμίνιο ή το ψυγείο από κράμα αλουμινίου, υπάρχει ένα θανατηφόρο ελάττωμα: επειδή χρησιμοποιείται μόνο ένα υλικό, αν και η βασική ικανότητα απαγωγής θερμότητας μπορεί να καλύψει τις ανάγκες της ήπιας απαγωγής θερμότητας, δεν μπορεί να εξισορροπήσει καλά την αγωγιμότητα της θερμότητας . Οι δύο απαιτήσεις χωρητικότητας και θερμοχωρητικότητας υπερκαλύπτονται κάπως σε περιπτώσεις με υψηλές απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας.
Τεχνολογία συγκόλλησης χαλκού-αλουμινίου
Αφού εξεταστούν οι αντίστοιχες ελλείψεις του χαλκού και του αλουμινίου, ορισμένα καλοριφέρ υψηλής ποιότητας στην αγορά χρησιμοποιούν συχνά διαδικασίες παραγωγής συνδυασμού χαλκού-αλουμινίου. Αυτές οι ψύκτρες συνήθως χρησιμοποιούν μεταλλικές βάσεις από χαλκό, ενώ τα πτερύγια της ψύκτρας είναι κατασκευασμένα από κράμα αλουμινίου. Φυσικά, εκτός από τη χάλκινη βάση, υπάρχουν και μέθοδοι όπως η χρήση χάλκινων κολόνων για την ψύκτρα, που είναι επίσης η ίδια αρχή. Με υψηλή θερμική αγωγιμότητα, η χάλκινη κάτω επιφάνεια μπορεί να απορροφήσει γρήγορα τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τη CPU. Τα πτερύγια αλουμινίου μπορούν να γίνουν στο πιο ευνοϊκό σχήμα για τη διάχυση της θερμότητας μέσω πολύπλοκων διαδικασιών και να παρέχουν μεγάλο χώρο αποθήκευσης θερμότητας και να την απελευθερώνουν γρήγορα. Έχει βρεθεί μια ισορροπία σε όλες τις πτυχές.
Η θερμότητα διαχέεται από τον πυρήνα της CPU στην επιφάνεια της ψύκτρας, η οποία είναι μια διαδικασία αγωγής θερμότητας. Για τη βάση της ψύκτρας, δεδομένου ότι βρίσκεται σε άμεση επαφή με μια μικρή περιοχή υψηλής πηγής θερμότητας, απαιτείται η βάση να μπορεί να διώξει γρήγορα τη θερμότητα. Η χρήση υλικών με υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα για την ψύκτρα είναι πολύ χρήσιμη για τη βελτίωση της θερμικής αγωγιμότητας. Μπορεί να φανεί από τον συγκριτικό πίνακα του συστήματος αγωγιμότητας θερμότητας ότι, για παράδειγμα, η θερμική αγωγιμότητα του αλουμινίου είναι 237W/mK και η θερμική αγωγιμότητα του χαλκού είναι 401W/mK. Συγκρίνοντας θερμαντικά σώματα ίδιου όγκου, το βάρος του χαλκού είναι 3 φορές μεγαλύτερο από αυτό του αλουμινίου, ενώ η ειδική θερμότητα του αλουμινίου είναι 3 φορές. Είναι μόνο 2,3 φορές από αυτόν του χαλκού, επομένως κάτω από τον ίδιο όγκο, ένα χάλκινο καλοριφέρ μπορεί να κρατήσει περισσότερη θερμότητα από ένα ψυγείο αλουμινίου και να θερμαίνεται πιο αργά. Με το ίδιο πάχος της βάσης της ψύκτρας, ο χαλκός όχι μόνο μπορεί να αφαιρέσει γρήγορα τη θερμοκρασία των πηγών θερμότητας όπως το CPU Die, αλλά και η δική του άνοδος της θερμοκρασίας είναι πιο αργή από αυτή των ψυκτών αλουμινίου. Επομένως, ο χαλκός είναι πιο κατάλληλος για την κατασκευή της κάτω επιφάνειας της ψύκτρας.
Ωστόσο, ο συνδυασμός αυτών των δύο μετάλλων είναι σχετικά δύσκολος και η συγγένεια μεταξύ χαλκού και αλουμινίου είναι φτωχή. θερμική αντίσταση). Στον πραγματικό σχεδιασμό και την κατασκευή, οι κατασκευαστές προσπαθούν πάντα να μειώσουν τη θερμική αντίσταση της διεπαφής όσο το δυνατόν περισσότερο και να αποφεύγουν τις αδυναμίες, οι οποίες συχνά αντικατοπτρίζουν τις σχεδιαστικές δυνατότητες και τις διαδικασίες κατασκευής του κατασκευαστή.
4. Θερμικό μέσο - θερμικά αγώγιμο silica gel.
ένα. Τι είναι η θερμική αντίσταση;
Η λεγόμενη «θερμική αντίσταση» (θερμική αντίσταση) αναφέρεται σε μια ολοκληρωμένη παράμετρο που αντανακλά την ικανότητα αποτροπής της μεταφοράς θερμότητας. Η έννοια της θερμικής αντίστασης είναι πολύ παρόμοια με αυτήν της αντίστασης και η μονάδα είναι επίσης παρόμοια - βαθμός /W, δηλαδή η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο άκρων της διαδρομής αγωγιμότητας θερμότητας όταν η συνεχής ισχύς μεταφοράς θερμότητας του αντικειμένου είναι 1 W .
σι. Η θερμική αντίσταση του αέρα είναι η μεγαλύτερη στη φύση και η τιμή της είναι κοντά στο 0,03W/mK.
ντο. Γεμίστε το κενό μεταξύ του θερμαντικού σώματος και της μεταλλικής ψύκτρας για να μειώσετε τον αέρα, έτσι ώστε το σώμα θέρμανσης και η ψύκτρα να παρουσιάζουν άμεση απαγωγή θερμότητας.
ρε. Το θερμικά αγώγιμο φύλλο σιλικόνης μπορεί επίσης να διαχέει τη θερμότητα έμμεσα, δηλαδή εκτίθεται εξωτερικά, οπότε ονομάζεται ψύκτρα.
Η Sinda Thermal είναι κορυφαίος κατασκευαστής ψύκτρας, διαθέτουμε μια ομάδα ειδικών σε θέματα θερμικής ενέργειας και πολλές ακριβείς εγκαταστάσεις και εξοπλισμό, μπορούμε να αποφύγουμε τις πιο ανταγωνιστικές προσφορές και ψύκτρες εξαιρετικής ποιότητας. Επικοινωνήστε μαζί μας ελεύθερα εάν έχετε οποιεσδήποτε θερμικές απαιτήσεις.
