强迫通风冷却(风冷) 利用通风机迫使空气流过发热元件、器件的表面进行散热。风冷可分为抽风式和鼓风式两种。抽风式适用于风阻小、热源分布比较均匀的电子设备;鼓风式适用于风阻较大、热源比较集中的电子设备。必要时可将风机串联(提高风压)、并联(增大风量)或混联使用。同时,根据需要还可增加通风管道,对电子设备的各个部分(按发热量)分配风量。
液体冷却(液冷) 利用液体的热容量比空气大、冷却能力也比风冷大的原理进行冷却的方法。在用风冷不能将电子设备耗散的热量充分散发时,可以采用液冷。液冷分浸没冷却和强迫液冷两类。浸没冷却是将元件、器件连同印制板直接浸入冷却液中,利用冷却液的对流和气化进行冷却。浸没冷却的机箱设有冷凝器,用以冷却箱内的蒸汽。强迫液冷是用泵迫使冷却液流过发热元件、器件(直接液冷),或流过安装发热元件、器件的冷板(间接液冷)进行冷却。受热的冷却液经过换热器进行二次冷却,并流回到冷却液箱,然后再对发热元件、器件或冷板进行冷却。液冷的设计方法和风冷基本相同,其主要问题是正确选择冷却液、泵和换热器等。在直接液冷时,冷却液的比热、导热系数、绝缘强度要大,电气特性和化学稳定性要好,同时还应具有合适的密度、粘度、沸点和燃点等。目前常用的冷却液有去离子水、硅有机油、变压器油和氟碳化合有机液等。
蒸发冷却 利用液体(如水、氟碳化合物等)沸腾时吸收大量汽化热的原理,对大功率电子器件或功率密度很高的集成电路进行冷却。图3为大功率发射管的水蒸发冷却系统。蒸发锅内的发射管工作时,将自身耗散的热量传给水,水达到饱和温度后开始沸腾变成蒸汽,蒸汽经汽室上升沿蒸汽管道进入冷凝器,冷凝水经由回水管返回到蒸发锅。采用均压管和活动水箱,可将水位控制在一定的位置上。 电子设备热控制
汽水双相流冷却 利用水的自然循环冷却和蒸发冷却组成的冷却系统进行冷却。其冷却效果比单独的水冷或水蒸发冷却效果更好。
半导体致冷 又称温差电致冷,它是以塞贝克效应、珀耳帖效应为基础的一种冷却方法。半导体致冷的温差电偶是利用特制的N型半导体和P型半导体,用铜连接片焊接或粘接而成。接通直流电源后,吸热的一端称冷端,放热的一端称热端,将发热元件、器件放在冷端的冷板上,其热量被传到热端散发掉。如将电源极性反接,就能逆向工作(加热)。因此,它适用于电子设备的恒温控制。改变致冷对的对数和工作电流的大小,便可获得所需要的致冷量。
热管散热 热管是一个含有工作液和多孔吸液芯的管状真空容器,它利用工作液的相变过程进行传热。热管的传热效率很高,并具有良好的等温性。它可以把大量热能以很小的温降输送到散热器。热管既适用于集中热源的散热,也适用于分散热源的传热。发热的电子元件、器件可以和热管做成一体,也可以安装在热管上,或安装在装有热管的冷板上(图4 )。电子设备中使用的热管有两种:一种是管状热管,用于热源和散热器分离的场合,设计时应尽可能减小热源和热管加热端之间的热阻;另一种是扁平热管,用于调平温度。 电子设备热控制