電子設(shè)備的其他散熱方法5課件

電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻蒸發(fā)冷卻半導(dǎo)體制冷電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻當(dāng)電子設(shè)備的熱流密度較大，靠強(qiáng)迫風(fēng)冷無法控制溫升時(shí)，或雖可用強(qiáng)迫風(fēng)冷，但冷卻用散熱器必須很大，在結(jié)構(gòu)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，或空用電子設(shè)備因空氣密度小，難以使用強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)，可采用液體冷卻。電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻優(yōu)點(diǎn)：由于液體的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容比空氣大得多，所以與風(fēng)冷相比較，液冷具有換熱熱阻小，冷卻效率高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：冷卻系統(tǒng)比較復(fù)雜，體積、重量較大，設(shè)備費(fèi)用較高，維修較困難。電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻按冷卻方式來分，液體冷卻可分為直接液冷和間接液冷兩種。1．直接液冷直接冷卻是冷卻液體與發(fā)熱元器件直接接觸而進(jìn)行的熱交換。熱源將熱量傳給冷卻液體，再由冷卻液體將熱量傳遞出去。直接液冷的散熱作用主要依靠冷卻液的對(duì)流換熱。電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻1．直接液冷根據(jù)液冷的形式和原理，直接液冷可分為三種方式：依靠對(duì)流的無攪動(dòng)液冷，如圖(a)所示；依靠對(duì)流的有攪動(dòng)液冷，如圖(b)所示；

強(qiáng)迫對(duì)流液冷，如圖(c)所示。液面(a)無攪動(dòng)(c)強(qiáng)迫對(duì)流直接液冷蒸汽液體膨脹箱液體-空氣熱交換器風(fēng)扇熱敏元件入口泵出口高損耗元件安裝處電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻1．直接液冷采用直接液冷時(shí)應(yīng)滿足如下要求：(1)電子設(shè)備的機(jī)殼要密封，并有足夠的強(qiáng)度。(2)所用冷卻液體與電子設(shè)備的元器件要有相容性，不產(chǎn)生腐蝕和其他化學(xué)作用，要滿足絕緣要求，并且粘度低，以利于自然對(duì)流。(3)元器件和組件的布置、安裝要合理，力求降低液體流動(dòng)時(shí)的阻力。(4)要考慮被加熱流體的膨脹，機(jī)殼的上端應(yīng)留有一定的空間作為膨脹箱。(5)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮方便檢查和維修。電子設(shè)備的其他散熱方法液體冷卻2．間接液冷間接液冷是指發(fā)熱元器件及組件不與冷卻劑接觸，電子設(shè)備元器件裝在一個(gè)由液體冷卻的冷板上，所產(chǎn)生的熱量靠熱傳導(dǎo)傳給冷板，然后再由冷卻劑把熱量帶走。電子設(shè)備的其他散熱方法蒸發(fā)冷卻1．蒸發(fā)冷卻原理物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。汽化有兩種形式：一種僅在液體自由表面上汽化，稱為蒸發(fā)，它在各種溫度下都能發(fā)生；另一種不僅在液體表面汽化，而且在液體內(nèi)部也同時(shí)汽化，這種汽化稱為沸騰。不論是蒸發(fā)還是沸騰，都需要一定的熱量。在一個(gè)大氣壓下，Ikg水變成蒸汽需要吸收627W的熱量，蒸發(fā)冷卻就是利用這個(gè)原理來冷卻發(fā)熱電子器件。電子設(shè)備的其他散熱方法蒸發(fā)冷卻2．蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的組成置于蒸發(fā)鍋里的發(fā)射管工作時(shí)，發(fā)射管耗散的熱量傳給水，水達(dá)到飽和溫度后開始沸騰變成蒸汽，蒸汽經(jīng)汽室上升沿蒸汽絕熱管進(jìn)入冷凝器，冷凝水經(jīng)過回水管又返回蒸發(fā)鍋，以形成一個(gè)循環(huán)。為了防止蒸發(fā)鍋水位下降，使陰極暴露于水面造成燒壞，通常采用均壓管，使水位控制箱與蒸發(fā)鍋水位處于同一水平線，以保證必要的水位。電子設(shè)備的其他散熱方法蒸發(fā)冷卻3．蒸發(fā)冷卻的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)①液體蒸發(fā)可提供較大的傳熱量(一般為80～250W／cm’，最大可達(dá)450W／