Métodos comunes de disipación de calor para componentes electrónicos y chips: métodos naturales de disipación de calor, métodos de disipación de calor forzada, métodos de enfriamiento por líquido, métodos de disipación de calor de aislamiento térmico y métodos de almacenamiento de calor por cambio de fase.
Con el desarrollo de la tecnología industrial, la gente también ha propuesto requisitos más estrictos para el rendimiento de disipación de calor de los componentes electrónicos. Existen varios métodos de disipación de calor para los componentes electrónicos, y varios factores deben considerarse exhaustivamente para la selección. Generalmente, la disipación de calor de los componentes electrónicos se logra a través del entorno circundante o un radiador. El rendimiento de disipación de calor de los componentes electrónicos se puede optimizar mediante los siguientes métodos.
1. Método de disipación de calor natural de componentes electrónicos.
Si analiza la disipación de calor de los componentes electrónicos desde la perspectiva del circuito térmico, el consumo de energía es equivalente a la diferencia de temperatura dividida por la resistencia eléctrica. Cuanto mayor sea la resistencia térmica, peor será la capacidad de disipación de calor del componente electrónico, por lo que reducir la resistencia térmica interna se convierte en una tarea importante para el diseño térmico del componente electrónico. El método de enfriamiento o disipación de calor natural no requiere ninguna energía auxiliar externa para permitir que los componentes electrónicos se enfríen y disipen el calor. En términos generales, cuando adoptamos el método de disipación de calor natural, los dispositivos de calefacción local dentro de los componentes electrónicos lograrán el propósito de controlar la temperatura al disipar el calor al ambiente circundante. Los métodos de transferencia de calor incluyen principalmente conducción de calor, convección y radiación. Este método es principalmente adecuado para situaciones en las que la potencia requerida para el funcionamiento de componentes electrónicos es pequeña y no se requiere disipador de calor, los requisitos de control de temperatura no son altos y la densidad de flujo de calor del dispositivo no debe ser demasiado grande.
2. Método de disipación de calor forzado de componentes electrónicos.
La disipación de calor forzada de los componentes electrónicos debe depender de ventiladores, disipadores de calor y otros equipos, que son simples y efectivos. El método de disipación de calor forzada puede forzar el flujo de aire alrededor de los componentes electrónicos, permitiendo que el flujo de aire elimine el calor emitido por los componentes electrónicos. Este método de componentes electrónicos es particularmente adecuado para aplicaciones donde fluye aire o donde hay espacio para acomodar disipadores de calor locales. Para lograr el propósito de enfriamiento o disipación de calor forzada, podemos aumentar el área de disipación de calor en la superficie del radiador y, a menudo, usar aletas con aletas como radiador local para reducir la resistencia térmica y mejorar la eficiencia de disipación de calor. A veces, ante el problema de disipación de calor de los componentes electrónicos de alta potencia, para este problema, se pueden agregar spoilers al perfil del disipador de calor para inducir turbulencias, a fin de mejorar el efecto del intercambio de calor y la disipación de calor.
3. Método de refrigeración líquida para componentes electrónicos
Para la disipación de calor de chips y conjuntos de chips, a menudo utilizamos métodos de enfriamiento líquido. Cuando se utiliza el método de enfriamiento líquido indirecto, el refrigerante líquido no entra en contacto directo con la superficie del componente electrónico. El calor generado por el componente electrónico se transfiere desde el componente electrónico al líquido refrigerante a través de la placa fría líquida o el equipo auxiliar correspondiente de la placa fría líquida. Además, también se puede utilizar un método de enfriamiento líquido directo, de modo que el refrigerante contacte directamente con los componentes electrónicos, y el refrigerante extraiga directamente el calor, lo que puede lograr el propósito de enfriamiento y disipación de calor. Para componentes electrónicos con alto volumen y densidad de consumo de calor o bajo un ambiente de alta temperatura, el método de disipación de calor generalmente elige este método de enfriamiento líquido directo. Con el desarrollo del nivel técnico, nacieron el método de inmersión en frío bajo y el encuentro de vibraciones, el método de enfriamiento por atomización, el rendimiento de disipación de calor de estos dos métodos es más ideal.
4. Método de aislamiento térmico y disipación de calor para componentes electrónicos
La tecnología de aislamiento térmico también se puede aplicar a la disipación de calor y al enfriamiento de componentes electrónicos. Esta tecnología utiliza materiales aislantes de baja conductividad térmica para lograr un aislamiento sin vacío. Este método se basa en la teoría de la transferencia de calor y su efecto aislante se verá afectado por el grosor del material aislante y la conductividad térmica del material. De acuerdo con el principio de conducción de calor, cuanto mayor sea la temperatura, más fuerte será la conductividad térmica del material aislante y mayor será la capacidad de transferencia de calor por radiación del medio poroso dentro del material aislante. Por lo tanto, la operación a largo plazo del equipo resultará en la reducción del efecto de aislamiento. Por este motivo, es necesario controlar el tiempo de funcionamiento del equipo.
5. Método de disipación de calor y almacenamiento de calor por cambio de fase electrónico
Para mejorar el efecto de disipación de calor de los componentes electrónicos, el calor latente de los materiales de cambio de fase se puede utilizar para absorber el calor generado durante el funcionamiento de los dispositivos electrónicos a presión normal, a fin de lograr el propósito de proteger los componentes electrónicos. En la industria general, a menudo se adopta el método de llenar la unidad de almacenamiento térmico con materiales de cambio de fase basados en alcanos. El método de cambiar físicamente el calor latente de las fases sólida y líquida se utiliza para absorber el calor emitido por el chip y mantenerlo en un estado de baja temperatura, que dura mucho tiempo y el efecto es muy ideal.
