Applicazioni Di Raffreddamento Elettroniche Del Condotto termico:
Forse il senso migliore dimostrare l'applicazione dei condotti termici al raffreddamento di elettronica deve presente alcuni degli esempi più comuni. Attualmente, una delle domande dell'più alto volume di condotti termici sta raffreddando i processor del Pentium in calcolatori del taccuino. dovuto lo spazio e l'alimentazione limitati disponibili in calcolatori del taccuino, condotti termici sono adatta idealmente per il raffreddamento dei circuiti integrati di alimentazione alta.
Smazzi i dissipatori di calore aiutati richiedono la corrente elettrica e riducono la durata di batteria. I dissipatori di calore metallici standard capaci di dissipazione del carico termico sono troppo grandi essere incorporati nel pacchetto del taccuino. I condotti termici, d'altra parte, offrono un'alta efficienza, il passivo, soluzione compatta di scambio di calore. Tre o quattro condotti termici di millimetro del diametro possono rimuovere efficacemente l'alto calore di cambiamento continuo dal processor. Il condotto termico sparge il carico termico sopra un dissipatore di calore relativamente grande di zona, in cui il cambiamento continuo di calore è così basso che può essere dissipato efficacemente attraverso la cassa del taccuino ad aria ambientale. Il dissipatore di calore può essere i componenti attuali del taccuino, da interferenza elettromagnetica (EMI) che protegge sotto il rilievo chiave ai componenti strutturali del metallo. Le varie configurazioni dei dissipatori di calore del condotto termico del taccuino sono indicate nella figura 7.
Typical thermal resistances for these applications at six to eight watt heat loads are 4 - 6°C/watt. High power mainframe, mini-mainframe, server and workstation chips may also employ heat pipe heat sinks. High end chips dissipating up to 100 watts are outside the capabilities of conventional heat sinks. Heat pipes are used to transfer heat from the chip to a fin stack large enough to convect the heat to the supplied air stream. The heat pipe isothermalizes the fins eliminating the large conductive losses associated with standard sinks. The heat pipe heat sinks, shown in Figure 8, dissipate loads in the 75 to 100 watt range with resistances from 0.2 to 0.4°C/watt, depending on the available air flow.
Figure 8: High end CPU heat pipe heat sink
In addition, other high power electronics including Silicon Controlled Rectifiers (SCR's), Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT's) and Thyristors, often utilize heat pipe heat sinks. Heat pipe heat sinks similar to the one shown in Figure 9, are capable of cooling several devices with total heat loads up to 5 kW. These heat sinks are also available in an electrically isolated versions where the fin stack can be at ground potential with the evaporator operating at the device potentials of up to 10 kV. Typical thermal resistances for the high power heat sinks range from 0.05 to 0.1°C/watt. Again, the resistance is predominately controlled by the available fin volume and air flow
Figure 9: High power IGBT heat pipe heat sink
Scott D. Garner P.E.
Thermacore Inc., 780 Eden Road,
Lancaster PA 17601 USA
Tel : +1 (717) 569-6551
Fax:+1 (717) 569-4797
Email:
garner@thermacore.com
References:
1. Brennan, P.J. and Kroliczek, E.J., Heat Pipe Design Handbook, B&K Engineering, NASA Contract No. NAS5-23406, June 1979.
2. Chi, S.W., Heat Pipe Theory and Practice, Hemisphere Publishing Corporation, 1976.
3. Dunn, P.D. and Reay, D.A., Heat Pipes, 3rd. Edition, Permagon Press, 1982.
4. Eastman, G. Yale and Ernst D.M., Heat Transfer Technology (Heat Pipe), Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 12, John Wiley and Sons, Inc., 1980.
5. Peterson, G.P., An Introduction to Heat Pipes Modeling, Testing, and Applications, John Wiley and Sons, Inc., 1994.
