隨著電子產(chǎn)品功能不斷增強(qiáng),需要更多功能和更高的可靠性,過(guò)多的熱量仍然是開(kāi)發(fā)性能更好的下一代應(yīng)用和突破性創(chuàng)新的重大障礙。每個(gè)行業(yè),尤其是移動(dòng)、醫(yī)療、電信和物聯(lián)網(wǎng),都在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和系統(tǒng),這些產(chǎn)品和系統(tǒng)必須輕巧、多功能,并且能夠以高可靠性管理高熱負(fù)荷。工程師們很難有效地處理熱量,因?yàn)橄M(fèi)者需要更小、更薄、更強(qiáng)大的設(shè)備,以及更多的選項(xiàng)、功能和能力。
兩相冷卻正在迅速發(fā)展,并在解決這些問(wèn)題方面越來(lái)越受歡迎。熱管特別適合散熱,以實(shí)現(xiàn)更快的散熱、重量輕、更高的可靠性和使用壽命。但熱管最顯著的好處是設(shè)計(jì)靈活性,能夠輕松地將它們集成到熱系統(tǒng)中,從而大大提高冷卻效率和容量。
概述
熱管組件將被動(dòng)兩相傳熱的成熟可靠性與各種其他熱管理技術(shù)相結(jié)合,以產(chǎn)生有效、持久的冷卻解決方案。五十多年來(lái),Boyd一直在創(chuàng)新和制造熱管解決方案。我們的經(jīng)驗(yàn)使我們能夠設(shè)計(jì)和制造有效且持久的冷卻解決方案,這些解決方案可在最苛刻的環(huán)境條件下運(yùn)行。
延展性銅壁和燈芯可實(shí)現(xiàn)彎曲或壓平,以滿足應(yīng)用的熱和幾何要求。這可用于減小整體尺寸、增加表面接觸或?qū)峁懿贾迷诎惭b硬件等周?chē)?/span>熱管可以嵌入到其他技術(shù)中,以加快熱量擴(kuò)散,或者在系統(tǒng)內(nèi)利用熱管將熱量從熱源輸送到可以安全消散的地方。
誤區(qū)1:如果熱管壞了,它們會(huì)在我的電子設(shè)備上沾上液體。
真相:熱管很少(如果有的話)斷裂。在極不可能的情況下,管道中極少量的液體將完全飽和到其燈芯中,并且無(wú)法滴落或泄漏到您的電子設(shè)備上。
熱管本質(zhì)上是堅(jiān)固的,是一個(gè)純粹的被動(dòng)系統(tǒng),沒(méi)有任何活動(dòng)部件會(huì)隨著時(shí)間的推移而磨損。要“折斷”一根制造精良的熱管,您需要將管子切開(kāi)或?qū)⒐茏咏?jīng)過(guò)過(guò)多的反復(fù)彎曲或折疊。熱管在填充時(shí)充滿真空,確保管道中所含的流體量始終以蒸汽形式存在,因此不會(huì)滴落。
其耐用性、更高的可靠性和無(wú)泄漏特性使熱管成為航空航天、醫(yī)療、消費(fèi)電子、需要高可靠性的高功率應(yīng)用以及傳統(tǒng)液體解決方案泄漏可能造成災(zāi)難性影響的市場(chǎng)的理想解決方案。
誤區(qū)2:熱管很重
真相:熱管可以減輕比它們?cè)黾咏M件更多的重量。
因?yàn)樗鼈兺ǔS摄~(一種較重的材料)制成,因此一些人認(rèn)為集成熱管會(huì)增加其解決方案的重量。雖然熱管由銅制成,但熱管是空心的,可以減輕解決方案的重量,同時(shí)以多種方式提高熱性能。熱管通常用于將熱量傳遞到設(shè)備或組件中較冷、更偏遠(yuǎn)、更開(kāi)放的區(qū)域,這些區(qū)域可以更好地進(jìn)入氣流和空間,在這些空間中可以添加風(fēng)扇和輕質(zhì)翅片結(jié)構(gòu),以減小冷卻解決方案的整體尺寸和重量。
另一個(gè)常見(jiàn)的例子是用帶有嵌入式熱管的鋁制散熱器底座取代傳統(tǒng)的銅散熱器或更大的散熱器。熱管的高散熱效率可均勻、快速地將熱量分布在整個(gè)散熱器上,從而提高散熱器效率,減小散熱器尺寸和所需材料量,從而降低解決方案的整體重量和成本。
誤區(qū)3:熱管只能與兩端的蒸發(fā)器和冷凝器一起使用
真相:熱管沿著管道的整個(gè)長(zhǎng)度起作用,無(wú)論它們?cè)诠艿郎系奈恢萌绾危鼈兌紩?huì)始終如一地將熱量從較熱的區(qū)域傳遞到較冷的區(qū)域。
熱管通常被設(shè)計(jì)成熱管理組件,以將熱量從一端的熱源輸送到另一端,以安全有效地消散。這種利用很常見(jiàn),但這不是使用熱管的唯一方法。
熱管芯吸結(jié)構(gòu)使它們能夠在任何方向上工作,并且通常貫穿管道內(nèi)部的整個(gè)長(zhǎng)度。熱量本質(zhì)上是從熱傳播到冷的,熱管也是如此。無(wú)論熱量沿著管道放置在哪里,熱量總是會(huì)從熱源流向冷凝點(diǎn),然后再次通過(guò)燈芯返回。這增加了設(shè)計(jì)靈活性和熱管使用選項(xiàng),以實(shí)現(xiàn)更具創(chuàng)新性和成本效益的熱管理。其中一種利用是嵌入熱管以傳播熱量而不是傳遞熱量。當(dāng)熱管嵌入散熱器的底部時(shí),熱量會(huì)沿著熱管的整個(gè)長(zhǎng)度而不是固定的區(qū)域凝結(jié)。例如,將熱管集成到風(fēng)冷散熱器中以擴(kuò)展高功率性能,從而減少冷卻高功率IGBT時(shí)對(duì)液體系統(tǒng)的需求。
誤區(qū)4:熱管只能沿直線傳播熱量。如果我想將熱量散布到整個(gè)底座上,我需要一個(gè)均熱板
真相:熱管可以彎曲,使用方式類(lèi)似于均溫板,但結(jié)構(gòu)更完整。
當(dāng)熱管最初被引入并開(kāi)始與其他技術(shù)集成時(shí),它們被嵌入直線中。為了更均勻地散熱,工程師使用了均熱板。均溫板雖然可以有效地實(shí)現(xiàn)均勻的熱量擴(kuò)散,但也有其自身的一系列設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)可能并不適合每種應(yīng)用。
雖然熱管僅沿其軸線移動(dòng)熱量,但該軸可以彎曲或與多根熱管一起使用,以有效地充當(dāng)類(lèi)似于均熱板的平面擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。熱管更便宜,結(jié)構(gòu)完整性更高,可以設(shè)計(jì)成模仿均熱板的功能和性能。如果正確嵌入,熱管可以在蒸汽室過(guò)于脆弱的應(yīng)用中承受相當(dāng)大的安裝力。
真相:制造技術(shù)使熱管即使在很小的溫差下也能正常工作。 由于熱管依賴于蒸發(fā)和冷凝來(lái)工作,因此人們普遍存在誤解,認(rèn)為必須存在很大的溫差或高溫才能從使用熱管中受益。然而,由于熱管在密封之前充滿真空,因此流體在其飽和點(diǎn)同時(shí)以液體和蒸汽的形式存在。這在原理上類(lèi)似于在較高海拔和較低壓力下在較低溫度下煮沸液體。分子需要更少的熱量才能被激發(fā)到足以將相從液體變?yōu)檎羝R虼耍瑹嵩吹臏囟炔恍枰_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的室溫沸點(diǎn),就會(huì)引起液體到氣相的變化。事實(shí)上,熱管的“熱”和“冷”區(qū)域之間只需要幾度的差異即可發(fā)揮作用。這是使用熱管的主要好處之一,因?yàn)樗梢詫⒔鉀Q方案的熱阻降至最低。 真相:熱管可以開(kāi)發(fā)為在極其惡劣的條件下工作,例如冰凍環(huán)境。 熱管在環(huán)境條件下的運(yùn)行方式取決于材料和設(shè)計(jì)。雖然銅/水是最受歡迎的組合;可根據(jù)特殊要求使用其他材料。氨、甲醇和丙酮等液體都可以與兼容金屬結(jié)合,形成可在遠(yuǎn)低于 -60°C 的溫度下工作的熱管。 真相:增加熱管可以降低解決方案成本。 銅的延展性使熱管能夠經(jīng)濟(jì)地制造,可靠密封,并且易于彎曲和壓入特定的幾何形狀。Boyd擁有完善的制造工藝和熱管設(shè)計(jì)技術(shù),可生產(chǎn)極具成本效益的銅/水高性能熱管。熱管允許工程師在需要銅制鰭片底座的應(yīng)用中使用鋁制和嵌入式熱管,從而降低成本。它們還可以消除對(duì)風(fēng)扇或其他組件的需求,從而節(jié)省金錢(qián)和重量。誤區(qū)5:熱管必須非常熱才能工作。
誤區(qū)6:熱管不能在冰凍條件下使用
誤區(qū)7:熱管很貴
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