新型CPU集成热管散热技术研究

发布时间：2020-10-30 21:17

　　 近年来，随着个人电脑CPU工作频率的增加和集成度的不断提高，使得CPU表面的热流密度急剧上升，因而CPU的散热问题已经成为制约其发展的瓶颈。热管作为一种高效传热元件，具有极高的导热性、优良的等温性、高散热效率和良好的环境适应性等特点，非常适合于小温差高热流密度条件下的散热。将热管技术应用于CPU的冷却，已经成为当前CPU散热的发展趋势。 本文首先对CPU散热技术和热管型CPU散热器的国内外研究进展及现状进行了综述；介绍了热管工作基本原理，并对其主要传热热阻进行了分析；针对目前市场上用于CPU冷却的热管型散热器存在的不足，提出了具有散热效率高、结构简单、形式紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点的两款新型热管散热器——单管扁曲型集成热管散热器和多管扁曲型集成热管散热器；利用CFD软件对上述两款散热器的外部流场分别进行了数值模拟，确定了单管扁曲型集成热管散热器的结构尺寸，同时通过对相同横截面面积的圆形和椭圆形两种热管的外部流场的数值模拟，证实了椭圆形热管的优越性，为多管扁曲型热管的结构确定指明了方向；在上述研究的基础上，加工制造了单管扁曲型集成热管散热器；根据国家关于电力半导体有关测试标准，建立了散热器性能测试试验台以及热管工质灌注系统；测试了单管扁曲型集成热管散热器的均温性以及不同充液量、不同工质以及不同风速对其传热性能的影响；测试结果表明，单管扁曲型集成热管散热器完全能够满足200W的CPU散热量。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TP332
【部分图文】：

图1.2CPU风冷散热器和风扇Fig.1.2SehematiedigaramofCPUCoolingheatsinknadafn，仅依靠传导和对流两种常规热传递原理工作的风面热流密度的增加，正逐渐接近其传热极限。方式种安静且高效能的散热方式，其原理如图1.3所示的热量传给吸热装置内的冷却液，通过水泵带动冷发掉，周而复始地运作便达到散热的目的。

散热器随着CPU表面热流密度的增加，正逐渐接近其传热极限。(2)液冷散热方式液冷散热是一种安静且高效能的散热方式，其原理如图1.3所示:吸热装置接收来自被散热部件发出的热量传给吸热装置内的冷却液，通过水泵带动冷却液流动，将热量转移到散热片处散发掉，周而复始地运作便达到散热的目的。图1.3液冷散热原理图Figl.3OPerationPrineiPleofworkingfluid一Cooledheatsink

1.4Sehematiediagramof仁pUehiPattachedtoheatdissiPationbloekwithsemieonduetorerrfigeration半导体致冷也叫温差电致冷，是利用半导体材料的温差电效应—即拍尔帖效应来实现致冷。半导体致冷器如图1.4所示，是由半导体所组成的一种冷却装置。它由两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源以后，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高。半导体制冷的工作特点是一面制冷一面发热，制冷端紧贴CUP
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1 孙志君;新型CPU集成热管散热技术研究[D];大连理工大学;2006年

2 喜娜;CPU集成热管散热器的研究[D];大连理工大学;2006年

本文编号：2863007