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风冷散热方式成本低,可靠性高,但由于散热能力小,只适用于散热功率小而散热空间大的情况下。目前风冷散热器的研究热点是将热管与散热器翅片集成在一起,利用热管的高传热能力,将热量均匀地传输到翅片表面,提高翅片表面温度的均匀性,进而提高其散热效率。
空气强制对流冷却方式是目前电力电子元件常用的散热方式,其普通结构是散热器加风扇的形式。该结构虽然实施方便,成本较低,但其散热能力有限。以intel pentium 4 cpu()的冷却为例来说明普通风冷结构的散热范围。该cpu发热量约为55w,表面许可温度为70℃,芯片尺寸为12×12.5×,热扩散铜板尺寸为31×31mm。散热器加风扇的限制安装空间为80×60×50mm。manish saini对该种情况下普通风冷结构的大散热量做了实验研究[4]。采用icepak模拟表明,31×31mm热扩散铜板的热阻和16×16mm的铜板均匀加热时的热阻相等。实验方法是以一块面积为16×16mm、均匀加热的铜板为热源,采用普通散热结构。研究结果表明,当cpu的表面温度为70℃,周围空气温度为35℃,在80×60×50mm的散热空间内,风扇采用顶吹形式时大散热量为,采用侧吹形式时大散热量为。根据该实验数据分析,风扇顶吹时的热源的大热流密度为,侧吹时热源的大热流密度为。
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