کاربرد هیت لوله و محفظه بخار در تلفن همراه 5G

از دوران 4G تا عصر 5G، بهبود قابل توجهی در عملکرد تراشه‌های گوشی‌های هوشمند، نرخ انتقال داده، ماژول‌های RF و سایر ویژگی‌ها مشاهده شده است. شارژ بی‌سیم، NFC و سایر عملکردها به تدریج به تجهیزات استاندارد تبدیل شده‌اند و فشار اتلاف حرارت روی تلفن‌های همراه همچنان در حال افزایش است. با توجه به افزایش مداوم شاخص‌هایی مانند یکپارچگی، چگالی توان و تراکم مونتاژ، دستگاه‌های الکترونیکی در عصر 5G افزایش شدیدی در مصرف برق عملیاتی و تولید گرما را تجربه می‌کنند در حالی که عملکرد آنها همچنان بهبود می‌یابد. طبق آمار، خرابی مواد ناشی از غلظت حرارتی در دستگاه‌های الکترونیکی 65-80% از کل راندمان خرابی را تشکیل می‌دهد. به منظور جلوگیری از خرابی دستگاه ناشی از گرمای بیش از حد، گریس سیلیکون رسانای حرارتی، ژل رسانای حرارتی، ورق گرافیت رسانای حرارتی، لوله حرارتی، محفظه بخار و سایر فناوری‌ها پدیدار شده‌اند و به تکامل خود ادامه می‌دهند. مدیریت اتلاف گرما به یک انتخاب مهم برای دستگاه های الکترونیکی در عصر 5G تبدیل شده است.

به طور کلی، دو راه برای دستگاه های الکترونیکی برای دفع گرما وجود دارد: خنک کننده فعال (برای کاهش گرمای خود به خودی تلفن) و خنک کننده غیرفعال (برای تسریع اتلاف گرما به بیرون). در میان آنها، خنک‌کننده فعال عمدتاً از اجزای برق غیرمرتبط با عنصر گرمایش برای دفع اجباری گرما استفاده می‌کند، که عموماً برای دستگاه‌های الکترونیکی با چگالی توان بالا و نسبتاً بزرگ، مانند فن‌های مجهز به رایانه‌های رومیزی و لپ‌تاپ، و خنک‌کننده خنک‌کننده مایع برای داده‌ها اعمال می‌شود. سرورهای مرکز؛ اتلاف گرمای غیرفعال عمدتاً گرمای تولید شده توسط اجزاء را از طریق مواد و وسایل رسانای حرارتی وارد محیط می کند. این یک روش دفع گرما بدون مشارکت اجزای برق است و به طور گسترده در تلفن های همراه، تبلت ها، ساعت های هوشمند، ایستگاه های پایه در فضای باز و غیره استفاده می شود.

در حال حاضر، فناوری‌های حرارتی مورد استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی عمدتاً شامل مواد رسانای حرارتی مانند اتلاف گرما گرافیت، صفحه پشتی فلزی، اتلاف حرارت قاب، اتلاف حرارت ژل رسانای حرارتی، و دستگاه‌های رسانای حرارتی مانند لوله‌های حرارتی و VC می‌باشد. از جمله ژل رسانای حرارتی، گریس سیلیکون رسانای حرارتی، ورق گرافیت و ورق فلزی عمدتاً در محصولات الکترونیکی با اندازه کوچک و متوسط ​​استفاده می‌شود، در حالی که لوله حرارتی و VC عمدتاً در دستگاه‌های الکترونیکی با اندازه بزرگ و متوسط ​​مانند لپ‌تاپ، رایانه استفاده می‌شوند. و سرورها

لوله های حرارتی و محفظه بخار از خواص انتقال حرارت سریع رسانش گرما و رسانه های خنک کننده استفاده می کنند که منجر به افزایش رسانایی حرارتی بیش از 10 برابر در مقایسه با مواد فلزی و گرافیت می شود. به عنوان یک راه حل فناوری خنک کننده نوظهور، آنها در سال های اخیر به طور گسترده در زمینه تلفن های هوشمند استفاده شده اند. در میان آنها، هدایت حرارتی لوله حرارتی از 10000 تا 100000 W/mK است که 20 برابر فیلم مس خالص و 10 برابر فیلم گرافیت چند لایه است. به عنوان ارتقاء فناوری لوله حرارتی، محفظه بخار رسانایی حرارتی را بیشتر بهبود می بخشد.

لوله حرارتی معمولاً از یک پوسته، یک هسته مکنده و یک پوشش انتهایی تشکیل شده است که داخل لوله را به 1.3 × پس از فشار ({2}}) Pa، مقدار مناسبی از مایع کار را پر کنید تا مواد متخلخل مویرگی هسته مکش را در مقابل دیواره داخلی لوله با مایع پر کنید و آن را ببندید. یک سر لوله قسمت تبخیر (بخش گرمایش) و انتهای دیگر قسمت تراکم (بخش خنک کننده) است. یک بخش عایق را می توان با توجه به نیازهای کاربردی بین دو بخش ترتیب داد. هسته مکش از مواد ریز متخلخل مویرگی استفاده می کند که از مکش مویرگی (تولید شده توسط کشش سطحی مایع) برای برگشت مایع استفاده می کند. مایع داخل لوله گرما را جذب می کند و در قسمت جذب حرارت تبخیر می شود، در قسمت خنک کننده متراکم می شود و رفلاکس می کند و گرما را دور می کند.

اصل کار محفظه vpaor شبیه لوله حرارتی است که شامل چهار مرحله اصلی است: هدایت، تبخیر، همرفت و تراکم. تفاوت اصلی بین این دو در روش های مختلف انتقال گرما نهفته است. حالت هدایت حرارتی یک لوله حرارتی یک بعدی است که یک حالت هدایت حرارتی خطی است، در حالی که حالت هدایت حرارتی اتاقک vpaor دو بعدی است که یک حالت هدایت حرارتی سطحی است. در مقایسه با لوله های حرارتی، سطح تماس بین صفحه همگن، منبع گرما و محیط اتلاف حرارت بزرگتر است، که می تواند دمای سطح را یکنواخت تر کند. ثانیاً، استفاده از محفظه vpaor می تواند مستقیماً با منبع گرما و تجهیزات تماس بگیرد تا مقاومت حرارتی را کاهش دهد، در حالی که لوله حرارتی باید با یک بستر بین منبع گرما و لوله گرما تعبیه شود. در نهایت، اتاق vpaor سبک تر و سازگارتر با روند تلفن های همراه یکپارچه و سبک وزن است. مطالعات مرتبط نشان داده اند که عملکرد رادیاتورهای VC در مقایسه با لوله های حرارتی بین 20 تا 30 درصد بهبود یافته است.

اگرچه رسانایی حرارتی لوله های حرارتی و محفظه بخار بالاتر است، اما اصل بر تسریع انتقال گرما از اجزای گرمایشی تلفن به محیط است. اثر حرارتی نهایی همچنان به همرفت حرارتی بین مواد حرارتی و هوا بستگی دارد. بنابراین، ویژگی های حرارتی مواد حرارتی تأثیر غیرقابل انکاری بر اثر حرارتی تلفن های همراه دارد. در حال حاضر، راه حل کلی "حیت سینک (فیلم گرافن / ورق گرافیت) + لوله حرارتی / محفظه بخار" به تدریج توسط بازار شناخته می شود.