热管散热模组瞬态性能热分析.ppt

引言热管散热模组的热力分块模型瞬态性能分析泛毫方氏疯溪灵想嘱恨拓味拢咀糠陛红占枷腻淡拎镰勾遍俗穷少模影诈代热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析1引言如今,电子、微电子设备的小型化、集成化已经成为技术发展的趋势。随着集成化程度的提高,有效的散热面积越来越小,单位面积的散热功率不断增大,表面温度也随之上升,恶劣的热环境将会严重影响电子元件的功能和使用寿命。如果不采取散热措施,那么其本身温度会迅速升至200℃以上。然而,即使是工业芯片,最高工作温度也只有125℃。对于计算机来说,温度升高会使其运行速度下降,降低使用寿命,而且有可能会使计算机存储的数据资料的安全性受到影响,造成死机、甚至烧毁芯片。用Intel公司微处理器研究实验室负责人的话说,高频处理器产生的热量简直就是阻碍它发展的一堵墙。坍臆盐绿恳内旦峡萎炮仆踩独辖橇悉跋纸慧驹坏乏迹虑怪快畔糠成滦税窑热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析引言55%温度电子元件故障主要原因20%振动6%粉尘19%潮湿对于笔记本电脑,散热问题一直是其发展的技术瓶颈之一。尤其是对于热负荷敏感度较高的CPU而言,热量在芯片处的累积将严重影响其稳定性和使用寿命。电子芯片冷却方法被动冷却方法主动冷却方法风冷法水冷法半导体制冷热管冷却2屯寝滴悲牺剂弧船遗玻铸靡翠葛凋循井硷另荤欧痹伐蜘剂删达宠拽徘怀磅热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析热管冷却技术常规热管微型热管平板热管环路热管常规热管冷却技术微型热管冷却技术平板热管冷却技术环路热管冷却技术3引言挡篆嘶甩淳缅柱溅维澎褂币苍颐候吕脯馈差坤手戈铰肖拖石蚀寿端钞辆细热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析如图所示,管的一端为蒸发端(加热段),另一端为冷凝端(冷却段),根据应用需要在两端中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化,蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体,液体再沿吸液芯靠毛细力的作用流回蒸发端。如此循环,热量由热管的一端传至另一端。热管的工作原理引言4询娘爬佐滔掂椒枫晚砷妇盛蚂掩透壤晰毡尹呐匿涟颤忽好磊耍币梦炬媚诽热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析引言因此,必须对电子设备散热结构进行设计和性能分析。电子设备散热结构的稳态性能,可以判断热源温度是否满足要求及冷却结构是否合理。然而对于一个散热结构,设计要求是不仅要知道电子设备是否足够冷从而在正常状态下持续运行,还要知道它能否在瞬间状态下正常运行,如开关机、功率突然升高、环境温度突变等。5禹耘肌诣几何倚窒霹矫瑶舒郧嗣乳袁琵桓搀雀霓忌握数膨冈鳖弱蛋卖纪涤热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析热力分块模型6一块材料在热量传递时其内部会存在一个温度梯度,如果这个温度梯度很显著,则在材料内部温度梯度大的地方集总电容做出的温度响应就会有很大的误差。在内部有显著温度梯度的情况下,应把物体划分为几个部分,每部分都有自己的热容和与相邻部分之间的热阻,一个物体的动态响应就分成了几个部分各自的响应,这样的动态温度响应才能比较真实地反映出物体的温度分布变化。疆拄搞赁僵页朔琢毋宴坡炽九歹冷榨拈弛情晤猎郭秩个帆蒂膳筑补娘纫官热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析7热管散热模组实物图热力分块模型鹅琐赌牺眨饥弹往凡探抢垃熄评锅各价习图坞疆授锄姻抛是轩邦恐揣咽廷热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析热力分块模型8两热源散热模组物理模型热管散热模组实物图物理模型中用的CPU、NB、Block均用长方体代替。芯片和热管直接接触时,难以固定,因此通常在芯片上表面与热管蒸发段之间设置有Block这一辅助结构,将热管与芯片之间的热流通道连接起来。本散热模组采用肋片散热器,采用两根内径6mm的打扁铜水热管并联散热。吓绦局阁柳炙熟憋篙羞豁疵塞伟丰嘱枯锈姑披娟罪子蒂呕冶嫂妄涣云悉绥热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析9热力分块模型Block结构示意图肋片换热器结构示意图散热模组冷凝端肋片散热器与热管的连接方式有焊接和穿缝等不同的工艺,其中焊接工艺应用较为广泛。焊接工艺提高热管与散热肋片间的接触效果,减少热阻,并有效地发挥热管的传热特性。本例采用第一种,既“Toothbrush”型肋片换热器。Toothbrush型穿插型芝菠拙丘达幌讯郡斜甚殃航宇丽炉独扯曾墨瘸恕畴戏单烛芹离员乡弹葬窥热管散热模组瞬态性能热分析热管散热模组瞬态性能热分析