Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The concept of integrating vapor chamber into a housing of electronic devices for increased thermal reliability

Korta Jakub, Skruch Paweł

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

363--369

EN

Systematic increase in computational power and continuous miniaturization of automotive electronic controllers pose a challenge to maintaining allowable temperature of semiconductor components, preventing premature wear-out or, in extreme cases, unacceptable shutdown of these devices. For these reasons, efficient and durable cooling systems are gaining importance in modern car technology design, showing critical influence on reliability of vehicle electronics. Vapor chambers (flat heat pipes) which could support heat management of automotive electronic controllers in the nearest future are passive devices, which transport heat through evaporation-condensation process of a working liquid. At present, vapor chambers are not commercially used in cooling systems of automotive controllers, being a subject of research and development endeavors aimed at understanding their influence on thermomechanical reliability of semiconductor devices used in cars. This paper presents a concept of an electronic controller aluminum housing integrated with a vapor chamber. The conceptual design was numerically validated in elevated temperature, typical for automotive ambient conditions. The paper discusses influence of the vapor chamber-based cooling system on the controller’s thermal performance, as well as on its reliability, expressed as the expected lifetime of the device.

PL

Systematycznie wzrastająca moc obliczeniowa oraz postępująca miniaturyzacja urządzeń elektronicznych stosowanych w pojazdach samochodowych powodują trudności w utrzymaniu temperatury pracy elementów półprzewodnikowych w dozwolonym zakresie, przyczyniając się do ich przedwczesnego zużycia, a w skrajnych przypadkach, uniemożliwiając nawet ich normalną pracę. Wydajne i trwałe układy chłodzące stają się więc nieodzownym komponentem współczesnych podzespołów samochodowych, o krytycznym znaczeniu dla ich niezawodności. Urządzeniami mogącymi w niedalekiej przyszłości wspomagać działanie układów chłodzenia systemów elektronicznych wykorzystywanych w motoryzacji są komory parowe (płaskie rurki cieplne), w których transport energii termicznej zachodzi poprzez przemianę fazową i samoistne przemieszczanie się czynnika roboczego. Współcześnie, tego rodzaju urządzenia nie są komercyjnie stosowane w układach chłodzenia sterowników samochodowych, pozostając przedmiotem prac badawczo-rozwojowych związanych z ich wpływem na szeroko pojętą niezawodność termomechaniczną urządzeń elektronicznych. W niniejszym artykule opisano koncepcję zintegrowania komory parowej z aluminiową obudową kontrolera elektronicznego pracującego w warunkach podwyższonej temperatury otoczenia, odpowiadającej warunkom użytkowania komponentów samochodowych. Ponadto, ocenie poddano wpływ zastosowania tego urządzenia na temperaturę pracy chłodzonego elementu półprzewodnikowego i jego niezawodność, wyrażoną jako przewidywany czas jego bezawaryjnego funkcjonowania.

2

Improvement of microsystem throughput using new cooling system

Samake A., Kocanda P., Kos A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2016

|

z. 35 [294], nr 1

5--15

EN

This paper presents a new possibility of clock frequency/voltage control in microsystems i.e. high performance processors, exploiting information about cooling efficiency. In this paper, we propose an approach that better exploits the thermal abilities of a chip fixed to cooling system in order to eliminate its energy accumulation. For the purpose of the proposed method, the calculation of so called time shift (TS) is introduced. TS is defined as the duration where the computational system can perform the task at higher frequency without any thermal violation when the chip temperature is close to critical thermal threshold. The analogy between thermal and electrical parameters allows to model RC thermal compact model of structure (chip fixed to the cooling system). Based on this assumption, the authors compute the TS value versus different parameters using RC thermal compact model in Spice environment. The results indicate that TS could fulfil a significant part of die total working time. As an effect the proposed approach may be a means for increasing average clock frequency or voltage supply, consequently enhancing the system’s throughput.

PL

Praca prezentuje nowy sposób sterowania napięciowo-częstotliwościowego procesorów o dużej wydajności numerycznej z wykorzystaniem informacji o bieżącej efektywności chłodzenia. Autorzy zaproponowali metodę sterownia, która lepiej wykorzystuje własności cieplne modułu scalonego w sensie bardziej efektywnego przekazywania ciepła do otoczenia. W tym celu wprowadzono i wyliczono czas przesunięcia (TS) aktywności numerycznej, zdefiniowany jako przedział czasu, w którym system cyfrowy może pracować ze zwiększoną efektywnością bez obawy o przekroczenie dopuszczalnej temperatury pracy. W szczególności, nawet wówczas gdy struktura scalona pracuje na granicy wytrzymałości termicznej. Do analizy termicznej wykorzystano model kompaktowy RC oparty na analogii elektrycznej. Do analizy wykorzystano program Spice. Otrzymane wyniki wskazują, że TS stanowi znaczącą cześć całkowitego czasu pracy procesora co przekłada się na zwiększenie częstotliwości lub napięcia zasilania, a zatem prowadzi do zwiększenia wydajności procesora.

3

Improving efficiency of heat exchange of horizontal ground-air heat exchanger for geothermal ventilation systems

Zhelykh V., Savchenko O., Matusevych V.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2016

|

T. 8, nr 4

43--46

EN

The geothermal ventilation system is used in the passive house for saving of traditional fuels. In this system, low-grade heat the ground is used for pre-heating fresh outside air. The selection of heat from the ground is carried by ground-air heat exchangers. The constructions of the existing horizontal ground-air heat exchangers for the selection of low-grade heat ground were considered in the article. Authors of article proposed to mount the heat pipes in the wall of the heat exchanger for an increase the heat transfer efficiency of the horizontal ground-air heat exchanger for geothermal ventilation system. The evaporation and condensation processes in the heat pipes and the availability of protruding parts of heat pipes allows to intensify heat transfer process between of the air flow and ground through the wall of the heat exchanger.

PL

Aby minimalizować wykorzystanie paliw tradycyjnych w budynkach pasywnych stosuje się wentylację geotermalną. W tym systemie, ciepło z ziemi jest wykorzystywane do wstępnego podgrzewania świeżego powietrza. Podbieranie energii cieplnej z gruntu odbywa się za pomocą gruntowych wymienników ciepła pionowych bądź poziomych. W artykule przedstawiono konstrukcje istniejących gruntowych poziomych wymienników ciepła. W celu zwiększenia efektywności wymiany ciepła poziomego wymiennik ciepła ziemia-powietrze w geotermalnym systemie wentylacji autorzy artykułu proponują wmontowanie rurek cieplnych w ściance wymiennika ciepła. Odparowanie i procesy kondensacji w rurkach cieplnych oraz wystające części rurek cieplnych pozwalają na zintensyfikowanie procesu wymiany ciepła pomiędzy przepływającym powietrzem a ziemią przez ścianki wymiennika ciepła.

4

Centrale wentylacyjne z pompą ciepła

Laskowski P.

Materiały Budowlane

|

2003

|

nr 1

78-79

5

Odzysk ciepła z wentylacji

Laskowski P.

Materiały Budowlane

|

2000

|

nr 8

44-45