Công nghệ quản lý nhiệt cho linh kiện điện tử

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ tần số cao, tốc độ cao và mạch tích hợp, mật độ công suất của các linh kiện điện tử đã tăng lên đáng kể, trong khi kích thước vật lý của chúng tiếp tục thu nhỏ. Do đó, nhiệt độ vận hành cao là điều không thể tránh khỏi, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của linh kiện. Do đó, quản lý nhiệt hiệu quả đã trở thành một vấn đề quan trọng trong ngành điện tử hiện đại.

Hiệu quả tản nhiệt trong các thiết bị điện tử chủ yếu chịu ảnh hưởng của các nguyên lý truyền nhiệt và động lực học chất lưu. Quản lý nhiệt là yếu tố thiết yếu để duy trì nhiệt độ vận hành tối ưu và đảm bảo độ tin cậy cũng như an toàn của các hệ thống điện tử. Các phương pháp kiểm soát nhiệt hiện nay bao gồm đối lưu tự nhiên, đối lưu cưỡng bức, làm mát bằng chất lỏng, làm lạnh, dẫn nhiệt và làm mát bằng ống dẫn nhiệt.

1. Phương pháp làm mát tự nhiên

Làm mát tự nhiên là quá trình tản nhiệt mà không cần năng lượng bên ngoài, chỉ dựa vào dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Trong số đó, đối lưu tự nhiên được áp dụng phổ biến nhất.

Phương pháp này phù hợp với các thiết bị hoặc hệ thống công suất thấp có nhu cầu nhiệt thấp, đặc biệt là những thiết bị có thiết kế nhỏ gọn hoặc kín. Trong những trường hợp như vậy, nhiệt có thể được tản ra hiệu quả mà không cần bất kỳ cơ chế làm mát chủ động nào. Việc tối ưu hóa đường dẫn nhiệt hoặc tăng cường bức xạ giữa linh kiện sinh nhiệt và các bộ tản nhiệt gần đó cũng có thể cải thiện hiệu suất.

2. Làm mát bằng không khí cưỡng bức

Làm mát cưỡng bức sử dụng các thiết bị bên ngoài như quạt để tăng tốc luồng khí xung quanh các linh kiện, từ đó tăng cường truyền nhiệt. Phương pháp này đơn giản, hiệu quả và được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống có đủ không gian luồng khí hoặc các cấu trúc làm mát được thiết kế riêng.

Để tăng cường truyền nhiệt đối lưu, các kỹ sư thường tăng diện tích bề mặt của bộ tản nhiệt bằng cách sử dụng các cánh tản nhiệt hoặc bề mặt mở rộng. Những thiết kế này làm giảm điện trở nhiệt và cải thiện hiệu suất tổng thể. Đối với các linh kiện công suất cao, các thành phần gây nhiễu loạn có thể được đưa vào bên trong. cấu trúc tản nhiệt để tăng cường trao đổi nhiệt hơn nữa.

3. Làm mát bằng ống dẫn nhiệt

Một ống dẫn nhiệt điển hình bao gồm một bình chứa kín, một cấu trúc bấc mao dẫn và một chất lỏng hoạt động. Trong môi trường chân không, chất lỏng hấp thụ nhiệt ở đầu dàn bay hơi, bốc hơi và di chuyển về phía đầu dàn ngưng tụ dưới sự chênh lệch áp suất nhỏ. Tại đó, nó giải phóng nhiệt ẩn và ngưng tụ trở lại thành chất lỏng. Chất lỏng trở lại dàn bay hơi thông qua hiện tượng mao dẫn, tạo thành một chu trình liên tục.

Ống dẫn nhiệt có độ dẫn nhiệt cực cao—gấp hàng trăm lần so với đồng—và thường được gọi là "gần siêu dẫn". Tuy nhiên, chúng có giới hạn nhiệt: nếu nhiệt lượng đầu vào vượt quá giá trị tới hạn, chất lỏng làm việc có thể bốc hơi hoàn toàn và ngừng lưu thông, dẫn đến hỏng hóc.

4. Phương pháp làm mát bằng chất lỏng

Làm mát bằng chất lỏng được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng nhiệt mật độ cao. Có thể phân loại thành làm mát gián tiếp và làm mát trực tiếp (ngâm).

•Làm mát gián tiếpbao gồm việc truyền nhiệt từ các bộ phận sang chất làm mát dạng lỏng thông qua các mô-đun hoặc giao diện như tấm lạnh, khối dẫn điện hoặc mô-đun phản lực.

•Làm mát trực tiếpcho phép chất làm mát tiếp xúc trực tiếp với các linh kiện điện tử, hấp thụ và tản nhiệt hiệu quả. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với môi trường có mật độ nhiệt cao hoặc nhiệt độ cao.

5. Làm mát dựa trên làm lạnh

Các phương pháp làm mát dựa trên làm lạnh bao gồm làm mát thay đổi pha và làm mát nhiệt điện (hiệu ứng Peltier).

•Làm mát thay đổi phasử dụng chất làm lạnh hấp thụ lượng nhiệt lớn trong quá trình chuyển pha (ví dụ: bay hơi). Phương pháp này thường được áp dụng trong các môi trường đặc biệt và hệ thống máy tính hiệu năng cao.

•Làm mát sâucông nghệ cung cấp khả năng hoạt động hiệu quả trong phạm vi nhiệt độ rộng và có cấu trúc nhỏ gọn.

•Làm mát Peltier, hay còn gọi là làm mát nhiệt điện, sử dụng hiệu ứng Peltier của vật liệu bán dẫn để tạo ra sự hấp thụ và giải phóng nhiệt qua các mối nối. Thiết bị này nhỏ gọn, dễ lắp đặt và tháo dỡ, lý tưởng cho các trường hợp cần làm mát vừa phải. Tuy nhiên, hiệu suất năng lượng kém hơn và chi phí cao hơn.

Hệ thống Peltier thông thường xử lý tải nhiệt ≤300W và hoạt động ở nhiệt độ dưới 100°C.

6. Truyền năng lượng trong hệ thống nhiệt

Để quản lý nhiệt hiệu quả, nhiệt phải được truyền từ nguồn đến môi trường nơi nhiệt có thể được tản ra. Với mật độ công suất ngày càng tăng và kích thước thiết bị ngày càng nhỏ, các giải pháp quản lý nhiệt phải hiệu quả và nhỏ gọn.

Ống dẫn nhiệt nổi bật với khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời và tính đẳng nhiệt, lý tưởng cho việc quản lý nhiệt trong các thiết bị điện tử và bán dẫn. Tính linh hoạt, khả năng thích ứng và độ tin cậy của chúng đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Việc thiết kế hệ thống ống dẫn nhiệt đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về lựa chọn vật liệu, quy trình sản xuất, độ sạch và các yếu tố môi trường như trọng lực hoặc ngoại lực. Việc theo dõi nhiệt độ cũng rất cần thiết để kiểm soát chất lượng và đảm bảo tính ổn định của hệ thống.

Linda / Giám đốc bán hàng

📞 Điện thoại:86-769-26626558

📞 Whatsapp:+86-15818382164

📩 Email:info@tongyu-group.com

🌐 Trang web:www.tongyucooler.com

✏️Tên nhà máy:Công ty TNHH Điện tử Dongguan Tongyu

● Địa chỉ:

- Vietnam: Que Vo Town, Bac Ninh Province.

- Trung Quốc: Thành phố Đông Quan, tỉnh Quảng Đông.