تكنولوجيا تبريد التبريد بأشباه الموصلات

مع السعي المستمر لقوة الحوسبة البشرية ، يتم إدخال المزيد والمزيد من الترانزستورات في شريحة الحوسبة. كثافة كل وحدة حسابية آخذة في الازدياد. في الوقت نفسه ، يؤدي التردد العالي أيضًا إلى زيادة جهد العمل واستهلاك الطاقة للرقاقة. يمكن توقع أنه في السنوات القليلة المقبلة ، سنواصل السعي لتحسين أداء الحوسبة للرقاقة ، مما يعني أيضًا أننا بحاجة أيضًا إلى حل مشكلة تبديد الحرارة بدرجة حرارة الرقاقة باستمرار.

تقنية تبريد التبريد بأشباه الموصلات القائمة على مبدأ التأثير الكهروحراري هي طريقة تبريد جديدة تتمتع بإمكانية تحكم عالية واستخدام بسيط وتكلفة منخفضة. تم استخدامه تدريجياً في مجال تبديد الحرارة.

التأثير الكهروحراري هو تحويل مباشر للجهد الناتج عن اختلاف درجات الحرارة والعكس صحيح. ببساطة ضع جهازًا حراريًا ، عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين طرفيه ، سينتج جهدًا ، وعندما يتم تطبيق جهد عليه ، فإنه سينتج أيضًا اختلافًا في درجة الحرارة. يمكن استخدام هذا التأثير لتوليد الطاقة الكهربائية وقياس درجة الحرارة والأجسام الباردة أو الحرارية. نظرًا لأن اتجاه التسخين أو التبريد يعتمد على الجهد المطبق ، فإن الأجهزة الكهروحرارية تجعل التحكم في درجة الحرارة أمرًا سهلاً للغاية.

بالمقارنة مع التبريد بالهواء التقليدي والتبريد السائل ، فإن تبريد رقاقة التبريد بأشباه الموصلات له المزايا التالية: 1 يمكن خفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة حرارة الغرفة ؛

2. التحكم الدقيق في درجة الحرارة (باستخدام دائرة التحكم في درجة الحرارة ذات الحلقة المغلقة ، يمكن أن تصل الدقة إلى ± 0. 1 درجة) ؛

3. موثوقية عالية (مكونات التبريد عبارة عن أجهزة صلبة بدون أجزاء متحركة ، مع عمر خدمة يزيد عن 200000 ساعة ومعدل فشل منخفض) ؛

4. لا ضوضاء العمل.

تحدي تبريد TE:

1. في الوقت الحاضر ، معامل التبريد لأشباه الموصلات صغير ، والطاقة المستهلكة أثناء التبريد أكبر بكثير من قدرة التبريد. نسبة استهلاك الطاقة في المبرد Tec منخفضة جدًا ، ولا يمكن أن يصبح المبرد Tec هو حل التبريد السائد في هذه المرحلة.

2. عندما تعمل شفرة التبريد TEC ، فإنها تحتاج إلى تبديد فعال للحرارة عند الطرف الساخن أثناء التبريد في الطرف البارد. بمعنى ، إذا أراد جهاز التبريد TEC إجراء تبريد عالي الطاقة وإخراج إلى وحدة المعالجة المركزية لتبديد الحرارة ، فإنه يحتاج أيضًا إلى التبديد المستمر ، مما يؤدي إلى عدم قدرة TEC عالية الطاقة على العمل بشكل مستقل.

3. الرطوبة في الهواء من السهل تشكيل تكاثف في الأجزاء الموجودة تحت درجة حرارة الغرفة في مواجهة بيئة الاختلاف الكبير في درجات الحرارة التي تصنعها شركة TEC. من الضروري تصميم بيئة إحكام معينة حول المعالج لتجنب مخاطر التكثيف وإتلاف مكونات اللوحة الرئيسية.

مع تحسين العملية ، تزداد كثافة الترانزستور ، وتصبح منطقة قالب الحزمة في قلب وحدة المعالجة المركزية أصغر وأصغر. وفقًا لمبدأ الديناميكا الحرارية ، عندما تكون منطقة التوصيل الحراري أصغر ، يلزم وجود فرق أكبر في درجة الحرارة للحفاظ على أداء التوصيل الحراري. لا يمكن لشكل تبديد الحرارة التقليدي مع اختلاف أقل في درجة الحرارة حل هذه المشكلة. حتى إذا لم يكن استهلاك طاقة وحدة المعالجة المركزية مرتفعًا ، فسوف يستمر تراكم الحرارة بشكل خطير ، مما يؤدي إلى حد تردد منخفض للغاية. تمتلك Tec بشكل طبيعي خاصية اختلاف كبير في درجة الحرارة (يمكن أن تصل درجة الحرارة عند طرف امتصاص الحرارة بسهولة إلى - 20 درجة) ، والتي قد تكون أفضل حل لحل مشكلة المساحة الصغيرة والتوصيل الحراري المرتفع.