アクティブ VS パッシブ熱管理

ホーム » アクティブ VS パッシブ熱管理

アクティブ VS パッシブ熱管理の背景説明

アクティブ VS パッシブ熱管理 -高周波および高速の電子デバイスと集積回路技術の急速な発展により、電子部品の総電力密度が大幅に増加し、物理的なサイズがますます小さくなり、熱流密度も増加したため、高い温度環境は必然的に電子部品の性能に影響を与えるため、より効率的な熱制御が必要になります。

この段階では、電子部品の熱問題をどのように解決するかが焦点となります。熱管理システムソリューションは、徐々に効率化、洗練化、統合化されています。この段階での主な放熱方法は、自然、強制、液体、冷却、排気、および ヒートパイプ.

放熱方法が外部エネルギーを必要とするかどうかに応じて、チップの放熱方法はアクティブとパッシブに分けられ、アクティブ放熱には主に強制対流放熱、蒸気圧縮冷却、熱電冷却などが含まれます。パッシブ放熱には主に自然対流熱が含まれます散逸、ヒートパイプ冷却、相変化蓄熱熱放散。

パッシブとアクティブの放熱の違いは何ですか?

「放熱」とは、物体の温度が周囲温度よりも高い場合に、物体の表面から周囲に熱が移動するプロセスを指します。アクティブ冷却には、空冷 (ファン)、液体冷却、ヒートパイプ冷却などが含まれます。パッシブ冷却には、ヒートシンク、 熱グリース, 熱接着剤、サーマルペースト、グラファイトなど

ラップトップの電源を入れると、CPU と GPU の何億ものトランジスタが熱くなり、ラップトップの温度が室温よりも高くなります。この時点で何も行われず、IC が空気にさらされている場合、回路温度が室温と同じになり、熱平衡に達するまで、一部の熱が自動的に空気に移動します。このプロセスは受動冷却です。

パッシブ冷却は、空気とヒートシンクの温度差を利用して、空気の自然な流れによってヒートシンクの熱を奪います。冷却効率は低くなりますが、ファンはより多くの電力を節約しません。周囲温度は高くなります。ホストの内部温度が高すぎると、コンピューターの寿命に悪影響を及ぼします。アクティブ冷却とは、ファンを使用して空気を取り込み、ヒートシンクから熱を奪うことです。これは、より効率的ですが電力効率も高く、冷却ファンの寿命に悪影響を及ぼします。

アクティブクーリング方式

能動冷却は、冷却方式により、空冷、水冷、液冷、ヒートパイプ冷却に分けられます。

1.空冷冷却

現在、空冷式冷却は、アクティブ冷却に属する冷却方法の最も一般的かつ最高の用途です。この冷却方法は、私たちの通常の冷却ニーズ、成熟した技術、手頃な価格を解決できるため、市場で一般的に使用されています。空冷ヒートシンクはシンプルで安価、安全で信頼性があります。ただし、いくつかの欠点があり、室温以下に温度を下げることはできず、ファンの回転により騒音が発生し、適切に取り付けられていないとファンの振動が発生する可能性があります.

熱源は、熱伝導によって熱を熱伝導媒体に伝達し、熱伝導媒体は熱をヒートシンクのベースに伝達し、ヒートシンクは熱をヒートシンクのリブに伝達し、ファンを介して強制的に空気分子に伝達します。空気中に熱を分散させる対流。ファンは継続的に冷気をヒートシンクに吹き込み、熱気を排出して、熱放散プロセスを完了します。

2. 水冷

水冷冷却は、空気の代わりに水を使用し、熱対流によるヒートシンク間の水の移動により余分な熱を取り除きます。水冷システムの動作原理は非常に簡単です。ウォーターポンプを使用して水を貯水池から送り出し、水パイプを介して上部を覆う熱交換器に送り込むと、水はもう一方から出てきます。熱交換器の口、配水管を通って貯水池に戻るなどの連続サイクルで、表面から熱を奪います。水冷システム全体には、熱交換器、循環システム、水タンク、ポンプ、および水が含まれます。水冷システムの冷却能力は非常に強力です。

3. 液体冷却

液体冷却の原理は水冷と同じで、同じ冷却方法を使用して熱を放散します。違いは、循環システムの流れが水の代わりに熱伝導シリコンオイルであることです。これには、循環システムの損傷によるハードウェアへの損傷を引き起こさないという明らかな利点があります。

4.ヒートパイプ

ヒートパイプは、完全に密閉された真空管内の液体の蒸発と凝縮により熱を伝達することにより、熱伝導の原理と冷却媒体の急速な熱伝達の性質を最大限に活用する熱伝達要素に属します。非常に高い熱伝導率、良好な等温、熱伝達領域の高温側と低温側を任意に変更でき、長距離の熱伝達が可能で、温度と一連の利点を制御でき、ヒートパイプで構成される熱交換器は高い熱伝達効率、コンパクトな構造、小さな流体抵抗損失など、およびヒートパイプ。コンパクトな構造、流体抵抗の損失が小さいなどの利点があります。その熱伝導率は、既知の金属の熱伝導率をはるかに超えています。

アクティブクーリング方式

受動的な放熱とは、CPU などのヒートシンクによって生成された熱が空気中に自然に放散されることを意味します。放熱効果はヒートシンクの大きさに比例しますが、自然に放熱するため効果は当然大きく低下し、スペースを必要としない機器や、スペースを必要としない部品の放熱に使われることが多いです。熱をあまり発生させません。
液体冷却システムは、液体の流れの大きな熱伝達係数を使用して高熱を伝達しますが、最終的にはデバイスの内部流路を通過する冷却剤によって運び去られます。

Trumonytechs のシステムシミュレーションエンジニアリング

トラモニーテックス バッテリーパックの熱管理 パックおよびシステム内のコンポーネントレベルの熱管理と、パックの内側と外側の両方を含む熱管理に分けられます。一般的に、バッテリーパック内の熱管理性能のシミュレーションには、STAR CCM+ を使用して 3D CFD シミュレーションが実行され、バッテリーパック全体の熱管理システムについては、Amesim を使用して 1D システムのシミュレーションが実行されます。シミュレーションプロセスでは、次のデータを分析します: 圧力損失、コールドプレートの入口と出口の温度差、冷却板の表面の温度差 コールドプレート セルの最高温度と最低温度。シミュレーションを使用して、バッテリーパックの温度分布、冷却システムの流量分布と圧力分布、および熱管理システムのパフォーマンスを予測します。