Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laserowa metoda wykonywania cieczowych mikrowymienników ciepła zintegrowanych z elementami elektronicznymi

Tański M., Kocik M., Barbucha R., Mizeraczyk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 8

17-18

PL

W pracy opisano proces wykonywania struktur kanałów w cieczowych mikrowymiennikach ciepła zintegrowanych z obudowami półprzewodnikowych elementów elektronicznych (diod, tranzystorów, układów scalonych) na przykładzie diody Schottky’ego CSD02060 z obudową typu TO-220. Kanały mikrowymienników ciepła wykonano metodą mikroobróbki laserowej przy zastosowaniu lasera nanosekundowego na ciele stałym (λ = 355 nm). Metoda umożliwiła wytworzenie mikrokanałów o szerokości i głębokości kilkuset mikrometrów. Pomierzono impedancję termiczną diody Schottky’ego CSD02060 zintegrowanej z mikrowymiennikiem ciepła. Wynosiła ona 7,8°C/W (wartość podobna jak dla diody Schottky’ego CSD02060 z dużym radiatorem RADA6405A/150).

EN

In this paper we present a laser method for manufacturing channel in liquid micro heat-exchangers. As an example, a liquid micro heat-exchangers with laser-made channels were incorporated into the metal package of CSD02060 Schottky diode. The channels were made using the laser micromaching technique with a nanosecond solid state laser (λ = 355 nm). The depth and width of manufactured microchannels were both few hundred micrometers. The thermal impedance of CSD02060 Schottky diode integrated with the micro heat-exchanger was 7,8°C/W (similar value to that of the diode when mounted on a large heat-sink RAD-A6405A/150).

2

Systemy chłodzenia mikrokanałowego w elektronice

Raj E

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 472

1--162

PL

Niniejsza rozprawa stanowi pierwsze szerokie opracowanie poświęcone mikrokanałowym systemom jednofazowego chłodzenia cieczowego dla zastosowań w elektronice. Zagadnienie to przedstawiono na tle problematyki odprowadzania ciepła z przyrządów i układów elektronicznych z uwzględnieniem różnych systemów chłodzenia oraz specyfiki warunków występujących w poszczególnych obszarach elektroniki. Praca obejmuje zarówno rozważania teoretyczne oparte na zależnościach analitycznych oraz wynikach symulacji numerycznych, jak i wyniki przeprowadzonych pomiarów rozwiązań prototypowych oraz ich porównanie z rozwiązaniami komercyjnymi. W części teoretycznej został omówiony wpływ właściwości termofizycznych płynów, parametrów geometrycznych struktur mikrokanałowych zawierających sieć kanałów o przekroju prostokątnym oraz różnych technologii ich wykonania na efektywność odprowadzania ciepła przez te struktury chłodzące. Ponadto zwrócono uwagę na kształt przekroju poprzecznego mikrokanału oraz spadek współczynnika przejmowania ciepła w narożach w przypadku kanałów o niekołowym przekroju. Pokazano, że zjawisko to nabiera znaczenia wraz ze zmniejszaniem wymiarów kanałów, a w przypadku mikrokanałowych struktur chłodzących może prowadzić do znacznego przeszacowania ich parametrów cieplnych w obliczeniach numerycznych. Jednym z istotniejszych aspektów dyskutowanych w pracy związanych z analizą numeryczną jest dobór modeli turbulencji oraz związana z nim generacja siatki dyskretyzacyjnej. W części eksperymentalnej przedstawiono praktyczne rozwiązania mikrokanałowych struktur chłodzących dla przyrządów i układów stosowanych w energoelektronice i elektronice samochodowej. Przeprowadzone pomiary potwierdziły, że elementy te pozwalają odprowadzić ponad 600 W/cm2 bez przekraczania spadków ciśnienia rzędu 100 kPa, a nowe obudowy zintegrowane ze strukturami mikrokanałowymi są w stanie zapewnić bezpieczne i stabilne warunki pracy diod półprzewodnikowych mocy, odprowadzając z łatwością 5,5 kW mocy cieplnej. Badania porównawcze dla struktur diodowych umieszczonych w obudowie zintegrowanej ze strukturą mikrokanałową oraz w obudowie z konwencjonalnym, dwustronnym systemem chłodzenia cieczowego wykazały istotną przewagę nowej konstrukcji. W obszarze elektroniki samochodowej wykorzystanie struktur mikrokanałowych pozwala zachować bezpieczne temperatury pracy elementów elektronicznych i uniezależnić je od wpływu zmiennych i niekorzystnych warunków otoczenia, nawet w przypadku połączenia ich z systemem chłodzenia silnika w pojeździe i wykorzystania tzw. cieczy gorącej, czyli płynu chłodzącego ze standardowej pętli chłodzenia silnika spalinowego. W pracy podjęto także tematykę strat ciśnienia w torze przepływu cieczy chłodzącej, które uważane są za największy problem praktycznych zastosowań rozwiązań mikrokanałowych.

EN

Dissertation is a first broad study on single-phase, liquid microchannel cooling systems for electronic applications. It presents the challenges in thermal management of electronic elements with respect to their operating conditions and various cooling solutions. The study covers both theoretical investigations based on classical equations and numerical simulations and measurement results of prototype constructions and their comparison to commercial solutions. In the theoretical part, the influence of various parameters of microchannel cooler: such as microchannel shape or the dimensions, and the coolant properties on the overall thermal performance of the micro heat sink is discussed. The special attention is being paid to heat transfer coefficient distribution along the perimeter in channels with non-circular cross-sections. It is shown that in the corners the heat transfer coefficient values decrease and the effect significance increases with the decrease of channel dimension. In the case of microchannels, the assumption of uniform heat transfer coefficient distribution can lead to a huge overestimation of the cooling abilities. One of the most important aspects of simulations, discussed in the study, is the proper choice of turbulence model and the appropriate design of the discretisation mesh associated with the given model. The experimental part covers tests of prototype microchannel cooling structures for power and automotive electronics. The conducted measurements prove that the heat fluxes exceeding 600 W/cm2 can be easily dissipated by the micro heat sinks with the rectangular channels, while the pressure drop is being kept below 100 kPa. Furthermore, the power semiconductor diodes encapsulated in new disc type packages integrated with microchannel heat sinks have been tasted up to 5.5 kW. They have been able to assure stable and safe operating conditions of power elements. The comparison of novel and conventional solutions shows the improvement of thermal parameters in a favour of the new constructions. In the area of automotive electronics, microchannel coolers, even with the aid of engine coolants can be used to maintain stable thermal operating condition of electronic equipment regardless of harsh environment. The pressure drop and head losses are also investigated in the work. Indeed they are treated as the greatest problem of microchannels practical application.

3

Poprawa bezpieczeństwa danych poprzez chłodzenie elementów elektronicznych

Rusowicz A., Grzebielec A., Baranowski P. A.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 5

112--116

PL

Problemy chłodzenia układów elektronicznych występują na różnych poziomach, od dużych systemów kom-puterowych (w tym centrów obliczeniowych), poprzez pojedyncze komputery (poziom obwodu drukowanego z licznymi źródłami ciepła – procesorami, pamięciami) do pojedynczych elementów elektronicznych. W pracy przedstawiono chłodzenie centrum obliczeniowego, określono parametry informujące o skuteczności chłodzenia szaf rackowych. Następnie skupiono się na chłodzeniu pojedynczych elementów elektronicznych z wykorzystaniem mikrostrumieni. Otrzymano dane eksperymentalne na zbudowanym stanowisku. Określono średnie współczynniki wnikania ciepła od powierzchni chłodzonych elementów elektronicznych do mikrostrumieni.

EN

Electronics cooling issues are encountered on various levels, from large computer systems (including data centres), single computers (at the printed circuit board level, with multiple heat sources, including processors and memory chips) to single electronic components. In the paper, a data centre cooling system was presented, and the parameters relevant to the cooling performance of rack cabinets were determined. The focus was on the cooling of single electronic components using microjets. Experimental data were collected with the aid of a test rig. Average coefficients of heat penetration from the surface of the cooled electronic components to the microjets were determined.

4

Mikropompa elektrohydrodynamiczna na ciecz dielektryczną zasilana napięciem stałym

Tański M., Janke M., Barbucha R., Garasz K., Kocik M., Mizeraczyk J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 10

144-146

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano projekt i działanie miniaturowej pompy elektrohydrodynamicznej (EHD) zasilanej napięciem stałym przeznaczonej do chłodzenia elementow elektronicznych. Zmierzono natężenienie przepływu cieczy oraz ciśnienie wytwarzane przez pracującą mikropompę. Maksymalne natężenie przepływu, 0,5 ml/min, uzyskano dla napięcia 12 kV. Zmierzone ciśnienie wyniosło 500 Pa przy przyłożonym napięciu 6 kV. Maksymalny prąd 20 �μA zmierzono przy napięciu 12 kV, co odpowiada poborowi mocy wynoszącemu 240 mW.

EN

In this paper, the design and results of basic performance tests of electrohydrodynamic (EHD) micropump intended for integrated electronic cooling systems is presented. The pump can induce flow of dielectric liquids that can be used to transfer heat away from electronic components. The micropump is driven by high DC voltage, but consumes below 250 mW of power (current in the order of tens of microamperes).