TEC-jäähdytystekniikka

Ihmisen jatkuvan laskentatehon tavoittelun myötä laskentasirulle asetetaan yhä enemmän transistoreita. Jokaisen laskentayksikön tiheys kasvaa. Samanaikaisesti korkeampi taajuus tuo myös suuremman käyttöjännitteen ja virrankulutuksen sirulle. Voidaan ennustaa, että seuraavien vuosien aikana jatkamme sirun laskentasuorituskyvyn parantamista, mikä tarkoittaa myös sitä, että meidän on jatkuvasti ratkaistava myös sirun lämpötilan lämpöongelma.

Termosähköisen vaikutuksen periaatteeseen perustuva TEC-jäähdytystekniikka on uusi jäähdytysmenetelmä, jolla on korkea ohjattavuus, helppokäyttöisyys ja alhaiset kustannukset. Sitä on vähitellen käytetty lämmönpoiston alalla.

 Termosähköinen vaikutus on lämpötilaeron synnyttämän jännitteen suora muunnos ja päinvastoin. Yksinkertaisesti sanottuna lämpösähköinen laite, kun niiden kahden pään välillä on lämpötilaero, se tuottaa jännitteen ja kun siihen kytketään jännite, se tuottaa myös lämpötilaeron. Tätä tehostetta voidaan käyttää sähköenergian tuottamiseen, lämpötilan mittaamiseen ja esineiden jäähdyttämiseen tai lämmittämiseen. Koska lämmityksen tai jäähdytyksen suunta riippuu käytetystä jännitteestä, lämpösähköiset laitteet tekevät lämpötilan säätämisestä erittäin helppoa.

Perinteiseen ilma- ja nestejäähdytykseen verrattuna puolijohdejäähdytyssirun jäähdytyksellä on seuraavat edut:

1. Lämpötila voidaan laskea alle huoneenlämpötilan;

2. Tarkka lämpötilan säätö (suljetun kierron lämpötilan säätöpiirin avulla tarkkuus voi olla ± 0,1 astetta);

3. Korkea luotettavuus (jäähdytyskomponentit ovat kiinteitä laitteita, joissa ei ole liikkuvia osia, joiden käyttöikä on yli 200 000 tuntia ja pieni vikasuhde);

4. Ei työskentelyääntä.

TEC-jäähdytyshaaste:

1. Tällä hetkellä puolijohteen jäähdytyskerroin on pieni, ja jäähdytyksen aikana kulutettu energia on paljon suurempi kuin jäähdytyskapasiteetti. Tec-patterin energiankulutussuhde on liian alhainen, eikä Tec-patteri ei voi tulla yleiseksi jäähdytysratkaisuksi tässä vaiheessa.

2. Kun TEC-jäähdytysterä toimii, se tarvitsee tehokkaan lämmönpoiston kuumassa päässä ja jäähdyttää kylmässä päässä. Toisin sanoen, jos TEC-jäähdytyslaite haluaa suorittaa suuritehoista jäähdytystä ja tulostaa CPU:lle lämmön haihduttamiseksi, sitä on myös jatkuvasti hajotettava, mikä johtaa siihen, että suuritehoinen tec ei pysty toimimaan itsenäisesti.

3. Ilman kosteus muodostaa helposti kondenssivettä huoneenlämpötilan alapuolella oleviin osiin tec:n valmistaman suuren lämpötilaeron vuoksi. On tarpeen suunnitella tietty tiivistysympäristö prosessorin ympärille, jotta vältetään kondensoitumisriski ja päälevyn osien vaurioituminen.

Prosessin parantuessa transistorin tiheys kasvaa ja prosessorin ytimen pakkausmuottialue pienenee ja pienenee. Termodynamiikan periaatteen mukaan, kun lämmönjohtavuusalue on pienempi, tarvitaan suurempi lämpötilaero lämmönjohtavuuden ylläpitämiseksi. Perinteinen jäähdytysmuoto pienemmällä lämpötilaerolla ei ratkaise tätä ongelmaa. Vaikka prosessorin virrankulutus ei olisi suuri, se kerää silti vakavasti lämpöä, mikä johtaa liian alhaiseen taajuusrajaan. Tecillä on luonnollisesti suuri lämpötilaeroattribuutti (lämpötila lämmön absorptiopäässä voi helposti nousta - 20 asteeseen), mikä voi olla paras ratkaisu pienen alueen ja korkean lämmönjohtavuuden ongelman ratkaisemiseen.