Pregled toplotnih cijevi i ploča za izjednačavanje
Proizvodnja toplotnih cijevi i ploča za izjednačavanje temperature postiže se izradom žljebova ili praha za sinteriranje u bakrenoj cijevi ili ravnoj šupljini. Žljebovi i sinterirani prah formiraju kapilarnu strukturu.
Zatim dodajte malu količinu radne tekućine u uređaj, a zatim vakuumsku zaptivku. Struktura jezgra (sinterovani prah, mreža, žljeb) i tekućina (voda, amonijak, dušik) mogu se mijenjati kako bi se postigla svrha promjene karakteristika prijenosa topline opreme.Kompletan dvofazni rashladni modul uključuje jednu ili više toplotnih cijevi i/ili parnih komora, hladnjak za rasipanje topline u okolni zrak i mehaničku metodu povezivanja radijatora sa izvorom topline.
Kada toplota deluje na dvofazni uređaj (isparivač), kao što je prikazano na slici, tečnost u blizini izvora toplote će ispariti, povećavajući pritisak pare. Ovo lokalno povećanje pritiska uzrokuje da para teče u područje niskog pritiska opreme (do kondenzatora).
Para će se kondenzovati na svim hladnijim površinama i formirati izotermni uređaj. Zatim, kondenzat prenosi latentnu toplinu pare kroz zid kondenzatora do rebara i ispušta se u zrak. Kondenzat se apsorbira pomoću fitilja i kapilare, a zatim se voda vraća nazad u isparivač.
Ovaj proces je poput potapanja kuta spužve u vodu da potpuno apsorbira vodu. Iako gravitacija igra ulogu u ovom ciklusu, prirodno kapilarno djelovanje jezgre (sinterirani metal, rešetka ili žljeb) je glavni uzrok kretanja tekućine. Toplotna cijev i parna komora tipa fitilja
Najčešća struktura materijala jezgre toplotnih cevi je sinterovani materijal jezgre, jer ima najveću svestranost u smislu kapaciteta rukovanja snagom i sposobnosti rada protiv gravitacije. Jezgra mrežastih sita su jeftinija za proizvodnju, ali dozvoljavaju da toplotna cev ili parna komora budu tanji u odnosu na sinterovano jezgro. Međutim, budući da je kapilarna sila sita znatno manja od kapilarne sile sinterovanog jezgra, njegova sposobnost da se odupre gravitaciji ili podnese veća toplinska opterećenja je smanjena. Jezgro utora ima najnižu cijenu i performanse. Samo kada se isparivač nalazi ispod kondenzatora treba razmotriti primjenu gravitacijske pomoći. Utor služi kao unutrašnja struktura peraja koja pomaže isparavanju i kondenzaciji.
Najčešća struktura ploče s ujednačenom temperaturom je sljedeća:
Izbor toplinske cijevi i ploče s ujednačenom temperaturom
1. Toplotna cijev prenosi toplinu, a ploča s ujednačenom temperaturom emituje toplinu.
Iz mnogo razloga, termički dizajn može zahtijevati da se izvor topline nalazi na različitim pozicijama radijatora, toplinska cijev se može formirati u bilo kojem obliku duž svih aksijalnih smjerova, a čak se i toplinska cijev može protezati od podloge do peraja. To je nemoguće postići s ravnomjernom temperaturnom pločom.
Kada je toplotna snaga čipa veoma velika, potrebna je brzina difuzije toplote. I temperaturni gradijent. U ovom trenutku ploča s ujednačenom temperaturom ima prednost, jer je ploča s ujednačenom temperaturom dvodimenzionalna, a toplinska cijev je jednodimenzionalna.
Upotreba toplotnih cijevi za malu snagu ili nisku gustinu snage je isplativa. Ako se koristi više toplotnih cijevi, može se uzeti u obzir ploča s ravnomjernom temperaturom.
2. Ako je snaga mala, a gustina vrlo visoka, učinak korištenja ploče s ujednačenom temperaturom će biti mnogo bolji. Budući da je površina ploče s ujednačenom temperaturom velika i ravna, izvor topline i ploča s ujednačenom temperaturom su u direktnom kontaktu. Toplotna cijev treba potporu podloge da bi ostvarila prijenos topline. Ujednačena temperaturna ploča ne treba srednji medij, efekat hlađenja će se povećati za 3-4 stepena, a toplotni otpor kondenzacione zone je dvodimenzionalan, koji se može smanjiti za 1-2 stepena. Stoga se preporučuje upotreba ploče za izjednačavanje temperature u slučajevima male snage i velike gustine.
Na kraju, preporučuje se da ako temperaturna razlika na dnu čipa prelazi 10 stepeni, preporučuje se upotreba ploče za izjednačavanje ili toplotne cijevi za brzi prijenos topline. Za postizanje optimizacije električnih performansi poluvodiča.
