Primjena heatpipe-a i parne komore u 5G mobilnom telefonu
Od 4G ere do ere 5G, došlo je do značajnog poboljšanja u performansama čipova za pametne telefone, brzinama prenosa podataka, RF modulima i drugim karakteristikama. Bežično punjenje, NFC i druge funkcije postepeno su postale standardna oprema, a pritisak rasipanje topline na mobilnim telefonima nastavlja rasti. Zbog kontinuiranog povećanja indikatora kao što su integracija, gustina snage i gustina sklapanja, elektronski uređaji u eri 5G doživljavaju nagli porast radne potrošnje energije i proizvodnje topline, dok se njihove performanse nastavljaju poboljšavati. Prema statistikama, kvar materijala uzrokovan termičkom koncentracijom u elektronskim uređajima čini 65-80% ukupne efikasnosti kvara. Kako bi se izbjegao kvar uređaja uzrokovan pregrijavanjem, pojavile su se i nastavile da se razvijaju termoprovodljiva silikonska mast, toplotno provodljivi gel, grafitna termoprovodna ploča, toplotna cev, parna komora i druge tehnologije. Upravljanje rasipanjem topline postalo je važan izbor za elektronske uređaje u eri 5G.
Uopšteno govoreći, postoje dva načina da elektronski uređaji odvode toplotu: aktivno hlađenje (da bi se smanjila spontana toplota telefona) i pasivno hlađenje (da bi se ubrzalo rasipanje toplote prema van). Među njima, aktivno hlađenje uglavnom koristi komponente napajanja koje nisu povezane s grijaćim elementom za prisilno rasipanje topline, što se općenito primjenjuje na velike gustine i relativno velike elektronske uređaje, kao što su ventilatori opremljeni u desktop računarima i prijenosnim računalima, te hlađenje tekućinom za podatke. serveri centara; Pasivno rasipanje toplote uglavnom oslobađa toplotu koju proizvode komponente u okolinu kroz toplotno provodljive materijale i uređaje. To je metoda odvođenja topline bez sudjelovanja energetskih komponenti i široko se koristi u mobilnim telefonima, tabletima, pametnim satovima, vanjskim baznim stanicama itd.
Trenutno, termalne tehnologije koje se koriste u elektronskim uređajima uglavnom uključuju toplotno provodljive materijale kao što su grafitno odvođenje toplote, metalna pozadinska ploča, odvođenje toplote okvira, toplotno provodljivo odvođenje toplote u gelu i toplotno provodljive uređaje kao što su toplotne cevi i VC. Među njima, toplotno provodljivi gel, toplotno provodljiva silikonska mast, grafitni lim i metalni lim se uglavnom koriste u malim i srednjim elektronskim proizvodima, dok se toplotne cevi i VC uglavnom koriste u velikim i srednjim elektronskim uređajima kao što su laptopi, računari i servere.
Toplotne cijevi i parna komora koriste svojstva brzog prijenosa topline medija za vođenje topline i hlađenja, što rezultira povećanjem toplinske provodljivosti za više od 10 puta u odnosu na metalne i grafitne materijale. Kao novo tehnološko rješenje za hlađenje, posljednjih su godina naširoko korišteni u području pametnih telefona. Među njima, toplotna provodljivost toplotne cevi se kreće od 10000 do 100000 W/mK, što je 20 puta više od čistog bakrenog filma i 10 puta više od višeslojnog grafitnog filma; Kao nadogradnja tehnologije toplotnih cevi, parna komora dodatno poboljšava toplotnu provodljivost.
Toplotna cijev se općenito sastoji od omotača, usisnog jezgra i krajnjeg poklopca, koji uvlači unutrašnjost cijevi u 1,3 × Nakon pritiska od (10-10-2) Pa, napunite odgovarajuću količinu radne tečnosti da napunite kapilarni porozni materijal usisnog jezgra čvrsto uz unutrašnji zid cijevi tečnošću i zatvorite ga. Jedan kraj cijevi je dio za isparavanje (odjeljak za grijanje), a drugi kraj je dio za kondenzaciju (dio za hlađenje). Izolacijski dio se može rasporediti između dva dijela prema potrebama primjene. Usisno jezgro usvaja kapilarni mikroporozni materijal, koji koristi kapilarno usisavanje (generisano površinskim naponom tečnosti) za refluks tečnosti. Tečnost unutar cijevi apsorbira toplinu i isparava u dijelu za apsorpciju topline, kondenzira i refluksira u dijelu za hlađenje, te cirkuliše toplotu.
Princip rada vpaor komore sličan je principu toplotne cijevi, koji također uključuje četiri glavna koraka: provodljivost, isparavanje, konvekciju i kondenzaciju. Glavna razlika između njih dvoje leži u različitim načinima provođenja topline. Način provođenja topline toplotne cijevi je jednodimenzionalan, što je linearni način provođenja topline, dok je način provođenja topline vpaor komore dvodimenzionalan, što je površinski način provođenja topline. U poređenju sa toplotnim cevima, površina kontakta između ploče za homogenizaciju, izvora toplote i medijuma za disipaciju toplote je veća, što može učiniti temperaturu površine ujednačenijom; Drugo, korišćenje vpaor komore može direktno kontaktirati izvor toplote i opremu kako bi se smanjio toplotni otpor, dok toplotna cev treba da bude ugrađena sa podlogom između izvora toplote i toplotne cevi; Konačno, vpaor komora je lakša i prilagodljivija trendu integrisanih i laganih mobilnih telefona. Srodne studije su pokazale da su performanse VC radijatora poboljšane za 20% do 30% u poređenju sa toplotnim cevima.
Iako je toplotna provodljivost toplotnih cevi i parne komore veća, princip je da se ubrza prenos toplote sa grejnih komponenti telefona u okolinu. Konačni toplotni efekat i dalje zavisi od toplotne konvekcije između toplotnog materijala i vazduha. Stoga, termičke karakteristike termičkih materijala imaju neporeciv uticaj na termički efekat mobilnih telefona. Tržište je trenutno sveobuhvatno rješenje "hladnjak (grafenski film/grafitni list) + toplinska cijev/parna komora" postepeno.
