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储热冷却[2]:储热型微流道回路

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发表于 2023-4-17 10:14:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
储热型微流道回路一般由微通道热沉、泵、冷却器、储液罐和流体管路组成。由于换热能力强、响应速度快、易于布局、安全可靠等特点,储热型微流道回路在微电子冷却方面具有显著优势,已成为间歇性高热流电子器件的一种重要温控方式。伴随电子器件集成度不断提高,单位面积的热通量显著增加。与常规热沉相比,微流道热沉(见图1)不仅体积小换热系数大、换热效率高,而且耐压性能优越。针对间歇性高热载荷工况,为满足电子器件瞬间热载荷冷却需求,需对微流道回路进行结构优化,以高效缓冲电子器件热冲击。
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图1 微流道热沉
将单相流体回路与相变材料结合,利储热型微流道回路利用物质固液相变过程中的潜热来进行储热,带走载荷瞬时产生的热量,能有效解决瞬时大热载荷温度过高的难题。在相变过程中,相变材料具有等温或近似等温、吸收/释放大量潜热的优点,能够很好地应用于瞬时大热耗周期性工作的载荷温控。如图2所示,储热型微流道回路的具体工作原理:在瞬时热载荷阶段,从冷却器来的工作介质经过微流道热沉时吸收电子器件产生的热量后流至储热器,工作介质中部分热量蓄存在储热器内部相变材料中,后流经冷却器冷却到初始温度,并在泵的驱动力下回流至微通道热沉,从而完成一个循环;在非热载荷阶段,冷却器是整个回路中的唯一冷源,工作介质流经储热器时吸收相变材料的热量,在泵的作用下流至冷却器放出热量,从而使得相变材料恢复到初始状态。
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图2 储热型微流道回路
储热型微流道回路系统,具有设计灵活、抗重力、技术成熟、可靠性高等独特优点,是突破间歇高热流功耗器件可靠高效散热技术瓶颈的优选解决方案,在空间站、机载雷达等前沿科技领域有着广泛的应用。
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