热传产品应用领域

作者: cnpim CNPIM 07月13日
  • 一、电脑及周边散热

计算机的CPU、GPU及其他部件高速运转过程中都会产生大量热量,散热其实就是一个热传递的过程,目的是将CPU、GPU产生的热量带到其它介质上,将芯片温度控制在一个稳定范围之内。根据我们生活的环境,芯片的热量最终是要发散到空气当中。散热效果的好坏直接影响到芯片的工作效率和可靠性,最终影响使用者的体验。实际应用中,除了解决单个芯片热源的散热外,更需要系统性地考虑整个机箱的分流优化和散热。

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A.   CPU散热器应用:低功率常使用压固、铝挤或者铝挤塞铜散热器,中等的选用单塔热管散热器,高端大功率超频可考虑双塔热管散热方案,发烧友级别的会尝试水冷散热。中规中矩可靠的是公版的散热器,一般使用热管和新型的热柱散热器。

【典型应用案例】

   1)   中等功率热管散热器

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  2)   高功率双塔热管散热器

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  3)   公版盒装CPU散热器(热管or 热柱)

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B.   显卡散热:由于显卡核心工作频率与显存工作频率的不断攀升,显卡芯片的发热量也在迅速提升。显示芯片的晶体管数量已经达到,甚至超过了CPU内的数量,如此高的集成度必然带来了发热量的增加,为了解决这些问题,显卡都会采用必要的散热方式。尤其对于超频爱好者和需要长时间工作的用户,优秀的散热方式是选择显卡的必选项目。狭小的空间限制了散热器的体积,加入热管或者均温板的散热方案是中高端显卡的标准配置,当然水冷散热也逐步在更高端的应用中逐步上升。

【典型应用案例】

   1)   微星 1060 显卡热管+铝挤散热片+轴流风扇

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   2)   影驰1080 显卡 热管+焊接翅片+轴流风扇

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   3)   NVIDIA GeForce RTX 2080/2080Ti 显卡 均温板+焊接翅片+离心式鼓风机

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C.   笔记本散热:笔记本散热有其特殊的要求,在狭小空间内需要平衡芯片性能、电池续航时间、使用触感等等,一般都是用热管+铜铝翅片+离心式鼓风机的方案。 随着往越来越轻薄化的超薄本方向发展,超薄高性能热管的应用也逐步提升。

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  • 二、大数据散热

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随着技术发展,人类产生的数据正在爆炸式的增长,巨量的数据需要备存储、传输、计算、展示等,这些工作都要通过规模庞大的数据中心作为平台。因此,作为其中的核心单元服务器工作时会产生巨大的热量,如何将热量有效的传递散发出去是很重要的一个课题,某种意义上讲,散热的好坏会严重影响数据中心的效益。

   1)   风冷散热案例:

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   a)     热管散热器:

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   b)     铜铲齿散热器

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   c)     均温板散热器

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   2)  水冷散热案例:Lenovo Think System 板式温水散热模组

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  • 三、新能源散热

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新能源电动汽车电池散热管理需求:针对动力电池组传热机理分析可知,动力电池组的散热系统的发展方向应当是采用金属介质的将电池组内各电池分散开的热管理系统。进行车辆行驶工况对电池发热影响的研究可知,动力电池组的发热状态与整体车辆工况相关,设计散热系统时需要考虑相关情况。而对动力电池组进行散热需求分析,单元电池间的温差应该控制在5℃ 到10℃ 之间,而温度变化的差异应该控制在3℃ 到5℃ 之间。整体动力电池组的温度控制应当保持在25~40℃ 之间。一个5摄氏度的温差会导致约10%的功率能力的退化,以及25%的热老化增量。

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   1)   美国通用汽车雪佛兰 Spark电池冷却板 真空钎焊+折叠Fins

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 2)   国内知名码头装卸电动车 电池冷却模块: 热管+真空钎焊水冷板。

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  • 四、通讯设备散热

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随着通信行业竞争的加剧,为了降低投资成本和运营成本,越来越多的运营商选择室外通信设备建设通信网络。室外通信设备的散热方式是多种多样的,目前常见的有自然散热、风扇散热、热交换器散热和热电制冷(TEC空调)。如何选择室外柜的散热方式,尽可能减少高低温环境对设备的影响,是运营商非常关注的问题。

TEC空调散热的温度分布仿真图.png

【室外通信设备散热方式建议】

通过实际站点测试、实验室测试、理论仿真,结合中兴通讯室外通信设备在国内外大量实际应用的分析,对于室外通信设备不同环境下的散热方式选择建议如下:
 
● 气温最高月的平均气温超过30℃
    电池仓用TEC空调散热。对于高湿、高尘区域,设备仓用热交换器散热,例如我国东南沿海、西北等区域;对于外部环境干净干燥区域,设备仓用热交换器或风扇散热。
    ● 气温最高月的平均气温为26℃~30℃之间
    电池仓用风扇散热。设备仓用热交换器还是风扇主要看环境外部湿度和灰尘情况。
    ● 气温最高月的平均气温为25℃以下
    电池仓是否增加风扇可视安装环境而定,在比较阴凉区域可以不用;设备仓视应用场景的外部湿度和灰尘情况采用热交换器或风扇。

   ● 气温最低月的平均气温为-10℃以下
    这类地区如东北、内蒙古大部,电池仓、设备仓配置加热板。

特别说明的是,对于午间温度较高、太阳辐射较大的区域,应尽可能安装遮阳棚,以减少太阳直射带来的柜内温度上升,从而降低柜内温度。

【应用实例】

   1)   Ericsson 爱立信基站用均温板  热管双面拍管飞面

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   2)   美国Verizon无线基站 热管紧配+精油翅片

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3)   手机终端超薄热管

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   4)   SM Optics 光纤通信散热模组  VC+翅片焊接

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  • 五、大功率或其他应用领域


1.   大功率IGBT应用:

     1)    IBM IGBT 铝挤+焊接+飞面散热模组

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2.   LED 散热:

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4.   游戏机:

   1)     Sony PS 系列


   2)     微软 Microsoft XBOX系列

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   3)     任天堂 Nintendo 

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