带沸腾池平板式环路热管
微电子技术的迅猛发展,芯片上大规模集成电路的集成度在不断提高,寻找高效散热方式已成为关键问题。电子元器件的正常工作温度一般不超过85℃,调查研究表明,超过这一临界温度10℃可使系统工作可靠性降低50%。相变换热通过液体工质的汽化潜热,能够及时有效地带走电子器件产生的热量,项目结合两种相变换热方式(环路热管和池沸腾换热)的优点,搭建了带沸腾池平板式环路热管。
因第一代带沸腾池平板式环路热管的总体空间长度超过500mm,且需两套模拟热源,增加了系统的能耗和复杂性;而紧凑式环路热管的实验结果表明第一蒸汽管路长度缩短后,蒸发器和沸腾池可同时成功启动,参考以上两方面,搭建了一套小型一体式环路热管。如图1所示,蒸发器和沸腾池两侧共用上部和底板,构成一体化结构,冷凝器由水平段和竖直段组成,故小型一体式环路热管的总体尺寸减小,总长124mm,总宽70mm,总高度220mm;仅有一套加热系统给沸腾池侧加热,通过紫铜底板和黄铜上部的导热实现对蒸发器的供热。在沸腾池底板温度低于95℃时,最大功率为60W,系统最小热阻为0.91K/W。和第一代带沸腾池平板式环路热管相比,补偿室中背向漏热量多,故小型一体式环路热管各处温度普遍较高,往后的工作可着力于控制沸腾池侧到蒸发器侧的导热量,进一步减小环路热管总体尺寸,更好地应用于小型化电子器件设备的散热。
国内领先。
项目已完成原理样机,可结合具体应用开展中试。
项目技术应用于电子设备散热,可以提高小型化电子设备的工作可靠性,使散热系统小型化,有广泛的应用前景。
小型一体式环路热管示意图及实物图
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