فن آوری خنک کننده یخچال نیمه هادی

با پیگیری مداوم قدرت محاسبات انسانی، ترانزیستورهای بیشتر و بیشتری در تراشه محاسباتی قرار می دهند. چگالی هر واحد رایانش در حال افزایش است. در عین حال فرکانس بالاتر نیز ولتاژ کاری بالاتر و مصرف برق را به تراشه می آورد. می توان پیش بینی کرد که در چند سال آینده به دنبال بهبود عملکرد محاسباتی تراشه ادامه خواهیم داد و این نیز به این معنی است که ما نیز باید به طور مداوم مشکل از بین رفتن گرمای دمای تراشه را حل کنیم.

فناوری خنک کننده یخچال نیمه هادی بر اساس اصل اثر ترموالکتریک یک روش خنک کننده جدید با کنترل پذیری بالا، استفاده ساده و هزینه کم است. به تدریج در زمینه از بین رفته گرما مورد استفاده قرار گرفته است.

اثر ترموالکتریک تبدیل مستقیم ولتاژ تولید شده توسط اختلاف دما، و بالعکس است. به سادگی یک دستگاه ترموالکتریک قرار دهید، هنگامی که بین دو انتهای آن ها اختلاف دما وجود داشته باشد، ولتاژی تولید خواهد کرد و هنگامی که ولتاژی بر روی آن اعمال شود، اختلاف دما نیز تولید خواهد کرد. از این اثر می توان برای تولید انرژی الکتریکی، اندازه گیری دما، و اجسام خنک یا گرمایی استفاده کرد. از آنجا که جهت گرمایش یا خنک کننده بستگی به ولتاژ اعمال شده دارد، دستگاه های ترموالکتریک کنترل دما را بسیار آسان می کنند.

در مقایسه با خنک کننده هوا سنتی و خنک کننده مایع، سرد کردن تراشه یخچال نیمه هادی دارای مزایای زیر است: 1 دما را می توان زیر دمای اتاق کاهش داد؛

۲- کنترل دقیق دما (با استفاده از مدار کنترل دمای حلقه بسته، دقت می تواند به ±٫۱ درجه سانتی گراد برسد)؛

3. قابلیت اطمینان بالا (اجزای تبرید دستگاه های جامد بدون قطعات در حال حرکت، با عمر خدمات بیش از 200000 ساعت و نرخ شکست پایین)؛

4. بدون سر و صدا کار.

چالش خنک کننده TE:

۱- در حال حاضر ضریب تبرید نیمه هادی کوچک است و انرژی مصرفی در هنگام تبرید بسیار بیشتر از ظرفیت تبرید است. نسبت مصرف انرژی رادیاتور تک بسیار کم است، و رادیاتور تک نمی تواند به راه حل خنک کننده جریان اصلی در این مرحله تبدیل شود.

2. هنگامی که تیغه تبرید TEC در حال کار است, آن را نیاز به dissipation حرارت موثر در پایان گرم در حالی که خنک کننده در پایان سرد. به این صورت که اگر دستگاه تبرید TEC بخواهد تبرید و خروجی با قدرت بالا را به CPU برای از بین رفتن حرارت انجام دهد، باید به طور مداوم از بین رود و در نتیجه ناتوانی تک با قدرت بالا به طور مستقل کار کند.

3. رطوبت در هوا آسان است به شکل تراکم در قطعات زیر دمای اتاق در مقابل محیط اختلاف دمای بزرگ ساخته شده توسط tec. لازم است محیط آب بندی خاصی در اطراف پردازنده طراحی شود تا از خطر تراکم و آسیب به اجزای اصلی برد جلوگیری شود.

با بهبود فرایند، چگالی ترانزیستور افزایش می یابد، و مساحت بسته die هسته CPU کوچکتر و کوچکتر می شود. بر اساس اصل ترمودینامیک، هنگامی که مساحت هدایت گرما کوچکتر باشد، برای حفظ عملکرد هدایت گرما به اختلاف دمای بزرگتری نیاز است. فرم سنتی از بینش حرارت با اختلاف دمای کوچکتر نمی تواند این مشکل را حل کند. حتی اگر مصرف توان پردازنده زیاد ن باشد، باز هم گرما را به طور جدی انباشته خواهد کرد و در نتیجه حد فرکانس بیش از حد پایینی به وجود خواهد داشت. تک به طور طبیعی دارای ویژگی اختلاف دمایی زیادی است (دما در انتهای جذب گرما به راحتی می تواند به - ۲۰ درجه سانتی گراد برسد) که ممکن است بهترین راه حل برای حل مشکل منطقه کوچک و هدایت گرمای بالا باشد.