半导体制冷片对电子元件降温效果的试验研究.pdf

FLUID MACHINERY
Vol,40,No.3,2012
文章编号:1005-0329(2012)03-0064-03
半导体制冷片对电子元件降温效果的试验研究
赵培聪袁广超2,陈恩2,钟根仔2,丁东旭2,江用胜
(1,驻南京地区电子设备军代室,江苏南京21000;2.合肥通用机械硏究院压缩机技术国家重点实验室,安徽合肥23008
摘要:就半导体制冷器对CPU等电子元件的降温效果进行了试验研究。通过模拟试验分别得到了CPU在传统风冷
散热装置和接入半导体制冷片时的温度数据,并对比分析了CPU输入电压以及制冷片电压对降温效果的影响。结果显
示,接入半导体制冷片后,CPU的工作温度大为降低,降温幅度达到15~25℃,可以很好地满足高频电子元件的温度要
求;同时发现CPU的降温效果与制冷片电压并不成正比关系。
关键词:半导体制冷;CPU;降温效果
中图分类号:TB65
文就标识码
doi:10.3969/j.isa.1005-0329.2012.03.015
Experimental Study on Electronic Components Cooling Effect by Semiconductor Refrigeration
ZHAO Pei-cong YUAN Guang-chao', CHEN En, ZHONG Gen-zai", DING Dong-xu, JIANG Yong-sheng
(1. Electronic Equipment Milit ay Representative Office in Nanjing Area, Nanjing 210013, China
2. State Key Laboratory for Compressor Technology, Hefei General Machinery Research Institute, Hefei 230088, China
Abstract: The electronic components cooling effect by semiconductor refrigeration was tested by experiment in the study. The
temperature data were obtained uner e experimen al condition of the air-cooled heat exchanger and semiconductor refrigera
tion. The influence of the voltage of CPU and refrigeration piece on cooling effect was also analyzed. The results showed that the
semiconductor refrigeration made a CPU temperature decline of 15 to 25 degrees, which can meet the temperature requirements of
high frequency electronics, and found that the CPU cooling effect and voltage of refrigeration piece is not relation of certain direct
Key words: semiconductor refrigerating; CPU; cooling effect
前言
并不能把CPU表面温度降至室温以下(水冷法可
以通过在水中加冰块实现,但过于麻烦不适于实
根据电子学理论,CPU、内存等电子元件频际应用),也就意味着无法满足更高的频率的
率的提高虽然对其寿命不会有影响,但是却会产CPU的工作要求,因此必须选择一种新的散热方
生高密度的热量,若散热不好将会使其温度过高,式,以保证高性能高频率CPU芯片的稳定运行。
从而引发"电子迁移"现象。这种现象会对电子目前新型散热方式主要有喷雾冷却、相变材料、热
元器件造成损坏,从而降低电子元器件的寿命。管和半导体制冷等。喷雾冷却在电子元件的高热
为了防止"电子迁移”现象的发生,应该把CPU等流密度散热方面有广阔的应用前景,但目前的研
电子元件的表面温度控制在50℃以下,这样CPU究主要集中在传热机理、传热强化等理论及实验
的内部温度就可以维持在80℃以下。
研究上2=4,国内还没有适合电子元件应用的小
为了使电子元器件的温度可以控制在额定温型集成化的喷雾冷却系统出现;相变材料主要适
度范围之内,必须给电子元器件提供合理的散热用于具有间歇发热特性或处于波动热环境下的电
方案。计算机中最常用的CPU散热的方式包括:子设备?;热管散热技术也已经在电子元器件
风冷散热法和水冷散热法。但是这两种散热措施领域被普遍应用”?。但是这些散热与传统散热
收稿日期:2011-11-23