随着电子产品功能不断增强,需要更多功能和更高的可靠性,过多的热量仍然是开发性能更好的下一代应用和突破性创新的重大障碍。每个行业,尤其是移动、医疗、电信和物联网,都在开发新产品和系统,这些产品和系统必须轻巧、多功能,并且能够以高可靠性管理高热负荷。工程师们很难有效地处理热量,因为消费者需要更小、更薄、更强大的设备,以及更多的选项、功能和能力。
两相冷却正在迅速发展,并在解决这些问题方面越来越受欢迎。热管特别适合散热,以实现更快的散热、重量轻、更高的可靠性和使用寿命。但热管最显著的好处是设计灵活性,能够轻松地将它们集成到热系统中,从而大大提高冷却效率和容量。
概述
热管组件将被动两相传热的成熟可靠性与各种其他热管理技术相结合,以产生有效、持久的冷却解决方案。五十多年来,Boyd一直在创新和制造热管解决方案。我们的经验使我们能够设计和制造有效且持久的冷却解决方案,这些解决方案可在最苛刻的环境条件下运行。
延展性铜壁和灯芯可实现弯曲或压平,以满足应用的热和几何要求。这可用于减小整体尺寸、增加表面接触或将热管布置在安装硬件等周围。热管可以嵌入到其他技术中,以加快热量扩散,或者在系统内利用热管将热量从热源输送到可以安全消散的地方。
误区1:如果热管坏了,它们会在我的电子设备上沾上液体。
真相:热管很少(如果有的话)断裂。在极不可能的情况下,管道中极少量的液体将完全饱和到其灯芯中,并且无法滴落或泄漏到您的电子设备上。
热管本质上是坚固的,是一个纯粹的被动系统,没有任何活动部件会随着时间的推移而磨损。要“折断”一根制造精良的热管,您需要将管子切开或将管子经过过多的反复弯曲或折叠。热管在填充时充满真空,确保管道中所含的流体量始终以蒸汽形式存在,因此不会滴落。
其耐用性、更高的可靠性和无泄漏特性使热管成为航空航天、医疗、消费电子、需要高可靠性的高功率应用以及传统液体解决方案泄漏可能造成灾难性影响的市场的理想解决方案。
误区2:热管很重
真相:热管可以减轻比它们增加组件更多的重量。
因为它们通常由铜(一种较重的材料)制成,因此一些人认为集成热管会增加其解决方案的重量。虽然热管由铜制成,但热管是空心的,可以减轻解决方案的重量,同时以多种方式提高热性能。热管通常用于将热量传递到设备或组件中较冷、更偏远、更开放的区域,这些区域可以更好地进入气流和空间,在这些空间中可以添加风扇和轻质翅片结构,以减小冷却解决方案的整体尺寸和重量。
另一个常见的例子是用带有嵌入式热管的铝制散热器底座取代传统的铜散热器或更大的散热器。热管的高散热效率可均匀、快速地将热量分布在整个散热器上,从而提高散热器效率,减小散热器尺寸和所需材料量,从而降低解决方案的整体重量和成本。
误区3:热管只能与两端的蒸发器和冷凝器一起使用
真相:热管沿着管道的整个长度起作用,无论它们在管道上的位置如何,它们都会始终如一地将热量从较热的区域传递到较冷的区域。
热管通常被设计成热管理组件,以将热量从一端的热源输送到另一端,以安全有效地消散。这种利用很常见,但这不是使用热管的唯一方法。
热管芯吸结构使它们能够在任何方向上工作,并且通常贯穿管道内部的整个长度。热量本质上是从热传播到冷的,热管也是如此。无论热量沿着管道放置在哪里,热量总是会从热源流向冷凝点,然后再次通过灯芯返回。这增加了设计灵活性和热管使用选项,以实现更具创新性和成本效益的热管理。其中一种利用是嵌入热管以传播热量而不是传递热量。当热管嵌入散热器的底部时,热量会沿着热管的整个长度而不是固定的区域凝结。例如,将热管集成到风冷散热器中以扩展高功率性能,从而减少冷却高功率IGBT时对液体系统的需求。
误区4:热管只能沿直线传播热量。如果我想将热量散布到整个底座上,我需要一个均热板
真相:热管可以弯曲,使用方式类似于均温板,但结构更完整。
当热管最初被引入并开始与其他技术集成时,它们被嵌入直线中。为了更均匀地散热,工程师使用了均热板。均温板虽然可以有效地实现均匀的热量扩散,但也有其自身的一系列设计挑战,这些挑战可能并不适合每种应用。
虽然热管仅沿其轴线移动热量,但该轴可以弯曲或与多根热管一起使用,以有效地充当类似于均热板的平面扩散机构。热管更便宜,结构完整性更高,可以设计成模仿均热板的功能和性能。如果正确嵌入,热管可以在蒸汽室过于脆弱的应用中承受相当大的安装力。
真相:制造技术使热管即使在很小的温差下也能正常工作。 由于热管依赖于蒸发和冷凝来工作,因此人们普遍存在误解,认为必须存在很大的温差或高温才能从使用热管中受益。然而,由于热管在密封之前充满真空,因此流体在其饱和点同时以液体和蒸汽的形式存在。这在原理上类似于在较高海拔和较低压力下在较低温度下煮沸液体。分子需要更少的热量才能被激发到足以将相从液体变为蒸汽。因此,热源的温度不需要达到标准的室温沸点,就会引起液体到气相的变化。事实上,热管的“热”和“冷”区域之间只需要几度的差异即可发挥作用。这是使用热管的主要好处之一,因为它可以将解决方案的热阻降至最低。 真相:热管可以开发为在极其恶劣的条件下工作,例如冰冻环境。 热管在环境条件下的运行方式取决于材料和设计。虽然铜/水是最受欢迎的组合;可根据特殊要求使用其他材料。氨、甲醇和丙酮等液体都可以与兼容金属结合,形成可在远低于 -60°C 的温度下工作的热管。 真相:增加热管可以降低解决方案成本。 铜的延展性使热管能够经济地制造,可靠密封,并且易于弯曲和压入特定的几何形状。Boyd拥有完善的制造工艺和热管设计技术,可生产极具成本效益的铜/水高性能热管。热管允许工程师在需要铜制鳍片底座的应用中使用铝制和嵌入式热管,从而降低成本。它们还可以消除对风扇或其他组件的需求,从而节省金钱和重量。误区5:热管必须非常热才能工作。
误区6:热管不能在冰冻条件下使用
误区7:热管很贵
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