דרכי קירור של מכשירים אלקטרוניים בצפיפות גבוהה

הקדמה קצרה של טכנולוגיית קירור:

טכנולוגיית הקירור של ציוד תעשייתי היא למעשה טכנולוגיית הקירור של ציוד אלקטרוני מורכב בצפיפות גבוהה. זה עיקרון של פיזור חום חשמלי. כאשר הטמפרטורה גבוהה מדי במהלך הפעלת ציוד תעשייתי, יש צורך לשמור ולהגן על עצמו על ידי הפחתת הביצועים שלו. עם התפתחות הטכנולוגיה התעשייתית, צפיפות הרכבת האוטומציה התעשייתית הפכה קרובה יותר ויותר. זה גם מראה שבתהליך הייצור, הטמפרטורה של הציוד תעלה עם פעולת הייצור. אם לא יינקטו אמצעים לעליית הטמפרטורה בזמן, הציוד האלקטרוני ייפגע לאורך זמן. טכנולוגיית הקירור של ציוד אלקטרוני מורכב בצפיפות גבוהה יכולה לקרר את הציוד בזמן, מה שיכול לא רק להבטיח את פעולתו החלקה של הציוד, אלא גם להאריך את חיי השירות של הציוד. בשלב התכנון של ציוד אלקטרוני נוכל לבצע ניתוח מקיף על פי מאפייני הציוד האלקטרוני וסוגי גופי החימום, ערך קלורי, סביבת עבודה וגורמים נוספים ולקבוע איזה מצב קירור לאמץ.

בעיות בטכנולוגיית קירור:

מכשירים אלקטרוניים ייצרו חום במהלך הייצור והתפעול. המטרה העיקרית שלנו היא כיצד להפחית את החום שנוצר מהציוד ואת טכנולוגיית הקירור כדי לפזר את החום בזמן. מטרתו היא לשלוט בטמפרטורה של כל הרכיבים בתוך הציוד האלקטרוני, כך שהציוד האלקטרוני לא יוכל לחרוג מטמפרטורת העבודה המרבית המותרת שלו בסביבה ספציפית, ולשמור על פעולה יציבה ויעילה. בשל הצפיפות הגבוהה של שבבי ציוד אלקטרוני מורכב בצפיפות גבוהה, חום מרוכז, סביבת עבודה ירודה, יחד עם השפעת גורמים כמו עלות רכיבים ובחירת, מכשירים תעשייתיים רבים משמשים בסביבה קשה, כך שמערכת הקירור הפכה גם פשוט, כך שהבעיות העומדות בפני טכנולוגיית הקירור של היום הן חמורות יותר.

טכנולוגיית קירור של ציוד אלקטרוני מורכב בצפיפות גבוהה:

טכנולוגיית קירור נוזלים בדופן הצד. טכנולוגיית קירור הנוזל בדופן הצד מתכננת תעלת קירור נוזלי בדופן הצד של הארון להרכבה בצפיפות גבוהה של ציוד אלקטרוני. במקביל, הקיר הצד הנגדי מלא בנוזל קירור כדי לשמור על טמפרטורה נמוכה על הקיר הצדדי של הארון באמצעות חילופי חום. החום שנוצר על ידי שבב הציוד האלקטרוני מועבר לקיר הצדדי דרך מעטפת מבנה המודול הפנימי. נוזל הקירור בתוך הקיר הצדדי סופג את החום ומוציא את החום החוצה אל החלק החיצוני של הציוד האלקטרוני. עיקרון העבודה שלו מוצג באיור. נוזל הקירור הוא בדרך כלל מים, נוזל קירור מס' 65, נפט וכו'. לחומרים אלו יש נזילות טובה וקיבולת חום סגולית גדולה. במהלך תהליך הזרימה, הם יכולים לספוג כמות גדולה של חום מהדופן הצדדית של ארון הציוד האלקטרוני, ולהוציא את החום מהציוד האלקטרוני, כדי לספק סביבת עבודה טובה לציוד האלקטרוני.

באמצעות טכנולוגיית קירור נוזלי. באמצעות טכנולוגיית קירור נוזלי היא לעצב את ערוץ הקירור הנוזלי לתוך המעטפת של מבנה מודול ציוד אלקטרוני בצפיפות גבוהה, להעביר נוזל קירור לקליפה ולשמור על המעטפת של מבנה המודול בטמפרטורה נמוכה דרך מחליף חום. החום שנוצר על ידי שבב הציוד האלקטרוני מועבר למעטפת מבנה המודול דרך חומר הממשק, ולאחר מכן מועבר לנוזל הקירור דרך מעטפת פיזור החום. נוזל הקירור סופג את החום ומוציא את החום החוצה אל הציוד האלקטרוני. נוזל הקירור עשוי בדרך כלל מאותם חומרים כמו קירור נוזל הקיר הצדדי. בתהליך העברת הנוזל, הוא יכול לספוג כמות גדולה של חום מהמעטפת של מבנה המודול ולהוציא את החום מהציוד האלקטרוני, כדי לספק סביבת עבודה טובה לשבב. בהשוואה לטכנולוגיית קירור נוזלי בדופן הצד, באמצעות טכנולוגיית קירור נוזלי יכולה לקחת יותר חום.

טכנולוגיית קירור מיקרו-ערוצית. בדרך כלל, התעלה עם קוטר שווה ערך גדול מ-1 מ"מ נקראת ערוץ רגיל, והתעלה עם קוטר שווה ערך של פחות מ-1 מ"מ נקראת מיקרו-ערוץ. בהשוואה לערוצים רגילים, היתרונות הגדולים ביותר של מיקרו-ערוצים הם: שטח חילופי חום גדול ויעילות חילופי חום גבוהה. טכנולוגיית קירור מיקרו-ערוצית יכולה לפתור את בעיית פיזור החום של שבבים עם צריכת חשמל מקומית גבוהה על-ידי עיצוב תעלת הנוזל המסורתית למיקרו-ערוץ בתחום החימום המרוכז של מודולי ציוד אלקטרוני מורכבים בצפיפות גבוהה.

טכנולוגיית קירור שינוי שלב. בהתבסס על העיקרון שחומרי שינוי פאזה סופגים כמות גדולה של חום בתהליך ההיתוך ממצב מוצק למצב נוזלי או אפילו גזי, עליית טמפרטורת השבב בציוד אלקטרוני מורכב בצפיפות גבוהה יכולה להתעכב תוך זמן מסוים, ולכן שהציוד האלקטרוני יכול לעבוד כרגיל תוך זמן מסוים. לחומרים לשינוי שלב יש בדרך כלל מאפיינים של חום סמוי נמס גבוה, קיבולת חום סגולית גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה וללא קורוזיה.

חומר ממשק עם מוליכות תרמית גבוהה והתנגדות תרמית נמוכה. חומרי ממשק מוליכות תרמית גבוהה והתנגדות תרמית נמוכה מורכבים בעיקר משומן סיליקון, סיליקה ג'ל, חומרים לשינוי פאזה, מתכות לשינוי פאזה וכו'. לחומרים אלו מוליכות תרמית גבוהה והם רכים מאוד . לכן, התקנת חומר זה בין רכיבים וצלחות קרות יכולה לשפר ביעילות את המוליכות התרמית ולהפחית את ההתנגדות התרמית של ציוד אלקטרוני גבוה, כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של ציוד אלקטרוני.

ציוד אלקטרוני בצפיפות גבוהה חייב להיות מקורר בזמן במהלך הפעולה. ניתן לשלוט בנקודות חמות מקומיות על ידי הפחתת צריכת החום ובחירת שיטות פיזור חום יעילות. בתכנון מצב פיזור חום, יאומצו מצבי קירור שונים בהתאם למאפייני הציוד כדי להבטיח את פעולתו הרגילה של הציוד. במקביל, ניתן להפחית את ההתנגדות התרמית של הנתיב על ידי הוספת מוליכות תרמית גבוהה וחומרי ממשק התנגדות תרמית נמוכה, על מנת להבטיח את הפעולה הגבוהה והאמינה של ציוד אלקטרוני, להאריך את חיי השירות ולהפחית את עלות הפעולה.