hőkapcsolási
Megpróbálom itt beszélni a hővezető, termikus ellenállás és becslés az utóbbi elemi és összetett láncok építésével kapcsolatban a modern processzor. Általános alapelvek alkalmazott számítási más esetekben.
Hővezető képesség - képesség az anyag áthalad térfogatra hőenergia. Hővezetés következtében át kinetikus (oszcilláló) energia az atomok (molekulák) képező test (anyag) a forró szakaszból, hogy egy kevésbé fűtött területeken. Ennek eredményeként, az átlagos kinetikus energia az atomok (molekulák) egy vonalban, mint a hőmérséklet a térfogata a test (anyag).
Fourier törvénye hővezetés
Az egyensúlyi állapot áramfolyás (JE), továbbított hővezetéssel arányos a hőmérséklet-gradiens (dT) egységnyi úthosszát a patak.
P = - # 955; * DT / dx [1]
A mínusz jel azt jelzi, hogy az energia át irányába csökkenő hőmérséklet.
A koefficiens arányosság # 955; Ez határozza meg a kapcsolat a képletben elemeket, és arra szolgál, hogy meghatározza a képessége egy anyag (anyagok) vezetik a hőt. Ezt nevezik a hővezető anyag. azt a dimenziót W / (m · K).
# 955; = (P * h) / (S * # 916; T) (W · m / m 2 * K) vagy W / (m · K) [2]
Teljes dimenziója a termikus vezetőképesség (W · m) / (m 2 * K), így miután elosztjuk számláló és a nevező által m dimenziója W / (m-K).
Amikor a folyamatos stream a hő terjedésének egyik nagy arc a dobozból a másikba:
P - összteljesítmény W hőveszteségek (hőáram J / sec)
S - négyzet alakú területének m 2 hőcsere.
# 916; T - a hőmérséklet csökkenése az ellenőrzött területen a jégdarabok,
H - a vastagsága a hővezető réteg m,
# 955; - hővezetőképesség (W / m-K).
termikus ellenállás
Termikus ellenállás határozza meg, a hőmérséklet csökkenése a hőáram útját.
rt = # 916; T / P K / W vagy (° C / W) [4]
Ez azt jelenti, Rt - határozza meg a hőmérséklet-különbség aránya a hideg és meleg felületek # 916; T hővezető anyagból erről a hőáramlási elhaladó P.
Másrészt a termikus ellenállás Rt egyenlő:
Thermal áramkör teljes analógia áramkört.
hőkapcsolási
Mivel van egy analógia paraméterei között az elektromos áramkörök és a fűtés, így lehetséges, hogy analógiát vonhatunk közötti termikus áramkör és elektromos áramkörök.
Ábra. 1. ábra egy diagram, amely leírja a termikus hűvösebb processzor áramkört.
R cr - termikus ellenállás processzor chip, nem lehet nulla;
R öt - termikus ellenállása termikus interfész kristály - hőelosztást sapka,
R adagoló - termikus ellenállás hőelosztást processzor sapka
R százalék - teljes termikus processzor ellenállás (R = R percents cr ti + R + R TRK)
RTI - termikus ellenállását termikus interfész CPU - hűtő,
Rkul - termikus ellenállását hűvösebb.
Ez az áramkör teljesen ekvivalens soros áramkör aktuális 5 (3 *) sorba kapcsolt ellenállások.
* - elemei R cr. R öt. R adagoló helyettesíteni lehet egy elem R, amelynek a paraméterei ekvivalens százaléka a teljes három paraméter felsorolt elemeket.
A termikus ellenállást minden áramkör foglalt a csomópont (rendszerint több elemből álló) lehet viszont leírható annak diagramja több elemből. Példa R százalékos ábrán. 1. gyakorlat számítás azt mutatja, hogy a részletesebb rajz minden egyes áramköri elem (tartalmaz több elemet) pontosabb kiszámítása a fordulatok.
A termikus áramkör tartja a hőmérséklet csökkenése a generátor hőmérséklete (hőforrás), hogy a környezeti hőmérséklet alatt a folyosón a hőáramlás teljesítmény P.
Minden áramköri elem, ebben az esetben van egy hőmérséklet-csökkenés # 916; t. Analóg feszültségesés # 916; U az ellenállásban, amikor egy I áram az áramkörben.
Például a hővezetési ellenállást a termikus interfész - R Ti (1. ábra) a hő-áramlási járat P, van egy hőmérséklet-csökkenés (# 916; t), amelynek értéke a meghatározás szerint:
Alkalmazása Rt a számítások termikus áramkörök
Paraméterek termikus áramköri elem (például - termikus interfész) lehet kiszámítani az alábbi képlettel.
[5] van egy kifejezést a termikus ellenállás:
Rt = h / # 955; * S (° C / W)
Itt: Rt - termikus ellenállása az áramkör része, h - a vastagsága a termikus interfész (m), S - területe a hatékony hőátadás m2. # 955; - hővezetőképesség (W / m-K).
Ez a képlet lehetővé teszi, hogy ismerve a hővezetési, az érintkezési terület és az anyag vastagságának kiszámításához annak hővezetési ellenállását. Figyelembe véve egyes követelmények leírását a következő fejezetben.
A hőmérséklet-csökkenés a termikus ellenállás Rt egyenlő:
# 916; t = Rt * P (K vagy ° C)
hőmérséklet-különbség # 916; t az utat a hőáram teljesítmény P felületén át, hő-lánc C Rt arányos annak ellenállás értékét (Rt) áthaladó, és hőáram R.
Szerint a fenti képletek lehet kiszámítani Rt és # 916; t hő áramkör része, és az összefoglaló paramétereit.
Ezek az adatok már rendelkezésre állnak a processzor teljesen betöltve:
Levegő hőmérséklete a kilépő a hűvösebb processzor t1 = 33 ° C-on vagy t1 = 25 ° C,
A belső hőmérsékletet (által irányított beépített érzékelő) processzor 65 ° C-on,
TDP (hőkezelés) - 90 watt.
A teljes termikus áramkör T1 = 33 ° C-on:
rt = # 916; T / P = 32/90 = 0,35 ° C / W,
A teljes termikus áramkör T1 = 25 ° C-on:
Rt = 0,44 ° C / W.
Az eredmény alátámasztja azt a nézetet, hogy:
Minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál kisebb a futómű követelmények vonatkoznak a termikus ellenállás a hűtőrendszer.
Vagy egy másik lehetőség,
Minél alacsonyabb a levegő hőmérséklete ház PC a nagyobb teljesítmény lehet elvonni a lehűtött tárgy, azonos feltételek mellett.
Alkalmazása a fenti képlet lehetővé teszi, hogy értékelje:
- Amikor a mért hőmérséklet-különbség # 916; t és ismert Rt - hőáram P hővel lánc
- Egy ismert hőáram F és Rt hőmérséklet csökkenése # 916; t hő áramkör része,
- Egy ismert hőmérséklet-különbség # 916; t területén hő áramkör és hőáram F, hogy meghatározzuk a termikus ellenállás Rt.
Ez gyakorlatilag az összes szükséges paramétereket kiszámításakor termikus áramkörök, amely lehet egy minimális mérési (differenciál hőmérséklet mérése) és a tudás jellemzői a fűtőelemek.
A tényleges vastagsága a termikus áramköri elem nagysága
Gyakran előfordul, hogy a számított értékek a termikus ellenállás nem lényegében megfelelnek kapott (mért) értékek. Az eredmény, alapjaiban érinti értékeknek felel meg a valós értékeket.
Első pillantásra úgy tűnhet, hogy a terület a termikus áramköri elem határozza meg a legegyszerűbben. Vegye féknyergek, méretének mérésére - ez lesz a téren.
Csak egyetlen, ahol a közvetlen üzemanyag-elem (processzor), lehetséges, hogy az intézkedés a terület hőcserélő felület.
De nem csak a modern design!
Hol vannak közbenső csomópontok, mint a hő eloszlása a borító modern processzorok.
Ez különösen nehéz csinálni néhány megoldás a processzorok, ahol a hővezetés és a fedél között TS feldolgozó chip teplorovodyaschie vegyületek és nincs forrasztás.
Mindkét esetben nehéz értékelni azok hatását a számítás eredménye.
- TR maguk a borító, hogy készült egy elegendően vékony (h = 1-1,5 mm) rézlemez bevonatú. A terület az érintkezési felület ebben az esetben megegyezik a chip területen, és a legtöbb belőle. Ugyanakkor nem lehet használni a számítás a teljes terület TR kiterjed. Mivel a hővezetési ellenállást a lapka nagy és annak mentén a parttól 5 -10 vastagságú TR lemezt a hőforrás, a mérete hasonló a termikus ellenállás a vizsgált áramkör része. Ezért, az igazi érintkezési felület területe kisebb, mint a TR lemez és korlátos kristály méret plusz 5-10 órán belőle.
- abban az esetben, a vegyület jelentős hatással a termikus ellenállása az áramkör, mivel a jellemzői a vegyület és az ismeretlen vegyületek általában alacsonyabb hővezető képessége, mint a hővezető fém.
Abban az esetben, forrasztás a lemezeket TP értéket a processzor érintkező felülete hőállósága kell tekinteni csak a pontos számítás, és úgy tekinthető elhanyagolhatónak, ha durva számítások.
A pontos számítás, amit tudnia kell, és a chip terület és a vastagsága a hővezető fedelét.
Jellemzően, a vastagsága a normál termikus interfész egy adott annak viszkozitását, és a számított nyomóerő tartományban 25-75 mikron (lásd 1B ábra szerint ez a hivatkozás). Az is elég nagy elterjedt, nem csak a pontos számítások, hanem az értékelést.
Van egy erős függőség a termikus interfész vastagsága annak viszkozitását, ami miatt nem kívánatos használata néhány hónappal a csomagolás felnyitását követően, különösen, ha a találmány olyan hővezető pasztát, amelynek az összetételében illékony komponensek könnyen. Jelezve azok jelenlétét jelzi a saját dokumentációs késlekedése a névleges termikus ellenállás révén N ciklusok vagy NN óra.
Az alkalmazás nem kívánatos, mert működésképtelensége hővezetés - ez működni fog, és lehet, de azért, mert a kiszámíthatatlan romlását jellemzőit.
Pontos mérés a termikus interfész vastagságú speciális technikák több szakaszban és a jelen szabályozás - eszközök.
vastagságának mérésére a termikus interfész kell telepíteni, hogy hozzon létre egy statikus leszorítóerőt, és bonyolult berendezést mérésére hővezető képesség. Amelyet be lehet állítani a vastagságán.
Összetettsége miatt meghatározása az aktuális hőátadó felületet, és a vastagsága termikus interfész kísérletezők nincs tapasztalat termikus számítások és ha a gyártó nem biztosít az adatok, a fő paraméter a hőmérséklet lesz egy előre meghatározott ponton a termikus áramkör. Ezért ajánlható a gyakorlati munka és kísérletek a hűtőrendszerek használat # 916; t [4] képletű. Csak detektál „szűk” (területek abnormálisan magas termikus ellenállás) alkalmazhatja a [5] képletű, hogy értékelje a hatása a termikus ellenállás tényezők. Ebben útlevél értékei termikus interfész kell használni (beleértve annak vastagsága).
Egyébként, meg kell, hogy végezzen kísérleti vizsgálatok jellemzőit az adott termikus interfész és értékelése hőátadó felületet. Ehhez szükség lehet egy nagy beruházás időt és pénzt.