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《熱電制冷液體冷卻技術(shù)的實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TB657.9密級：公開UDC：學(xué)校代碼：10127碩士學(xué)位論文論文題目：熱電制冷液體冷卻技術(shù)的實驗研究英文題目：ExperimentalInvestigationofNovelThermoelectricLiquidCoolingTechnique學(xué)位類別：學(xué)術(shù)碩士研究生姓名：張博學(xué)號：201202049學(xué)科(領(lǐng)域)名稱：化學(xué)工程與技術(shù)指導(dǎo)教師：王亞雄職稱：教授2015年6月7日內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著半導(dǎo)體電路密集化和電子設(shè)備小型化程度逐步提升，微電子芯片的熱負(fù)荷和熱通量正在迅猛增長。較大的熱流密度導(dǎo)致芯片溫度上升，過高的節(jié)點溫度會影響芯片的可靠性和使用壽命。
2、為了保證微電子芯片的正常運行，使其維持在一定溫度范圍內(nèi)，現(xiàn)迫切需要更高效合理的散熱冷卻技術(shù)。本文提出熱電制冷液體冷卻技術(shù)，應(yīng)用于微電子芯片的散熱冷卻。自行設(shè)計開發(fā)了一套熱電制冷液體冷卻散熱器，以實現(xiàn)電子芯片低于環(huán)境溫度的冷卻，解決芯片超頻運行的二次散熱問題。從熱電制冷基本原理出發(fā)，建立熱電制冷散熱模型，針對芯片節(jié)點溫度、制冷量、能效比（COP）、工作電流和熱沉熱阻等參數(shù)進(jìn)行分析計算。然后搭建實驗平臺，通過控制虛擬熱源發(fā)熱量、散熱風(fēng)速和熱電制冷器（TEC）工作狀況，重點從熱阻、最大散熱能力、制冷能力、制冷效果和制冷效率對該熱電制冷液體冷卻散熱器進(jìn)行全面的實驗研究。研究結(jié)果表明，TEC
3、存在一個最佳的工作電壓值，使得散熱器整體的熱阻和制?2冷量達(dá)到最優(yōu)，因此確定TEC的最佳工作電壓尤為重要，當(dāng)熱通量28.5W·cm、風(fēng)?1?1速5m·s和9m·s時，最佳工作電壓分別為28V和32V。此外散熱器工作在高環(huán)境溫度(35℃)下，TEC有效降低散熱阻力，提升最大散熱量。熱電制冷裝置通電后能?2夠快速制冷，響應(yīng)迅速從而保障芯片超頻運行，當(dāng)熱通量23.78W·cm、風(fēng)速?15m·s時，開啟TEC運行10s熱源表面溫度降低3℃，30s之后溫降達(dá)到最大值5.4℃。熱電制冷裝置能夠?qū)崿F(xiàn)芯片低于環(huán)境溫度的冷卻，保持熱源表面溫度與環(huán)境?1溫度相同，TEC工作電壓48V、風(fēng)速3~5m·s
4、的條件下，散熱能力最大達(dá)到?27W·cm。結(jié)果同時顯示，傳統(tǒng)液冷散熱系統(tǒng)能夠彌補TEC能效比較低、制冷量有限的不?1足，維持熱源表面溫度高于環(huán)境溫度10℃、TEC輸入電壓4~48V、風(fēng)速3~5m·s?2情況下，最大能效比達(dá)到3.5，最大熱通量達(dá)到15.7W·cm。在限定熱源表面溫度?1?2（65℃）的條件下，散熱器在實驗風(fēng)速3~9m·s時，最大散熱能力達(dá)45.2W·cm，?1裝置最低總熱阻0.107℃·W，可以滿足目前微電子芯片的散熱需求。關(guān)鍵詞：熱電制冷；液體冷卻；電子芯片；設(shè)計I內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractMoreandmoredenseofsemiconduct
5、orcircuitsandminiatureofmicroelectronicdeviceresultinhigherheatloadandheatfluxonthechips.Theexcessivecasetemperaturehashugeinfluenceonthechips’stabilityandreliability.Inordertomaintainthechipsatacertaintemperaturerangeandrunnormally,moreefficientcoolingtechniquesarerequiredurgently,especiallyt
6、heover-clockofthechipsneedssub-ambientcoolingsupporting.Inthispaper,anovelthermoelectricliquidcoolingtechniquewasproposedtomeetthecoolingofmicroelectronicchips.Andthen,anovelliquidthermoelectriccoolingdevicecombinedwiththermoelectriccoolingandtraditionalliquidcoolingwasdevelopedandassembledfor
7、sub-ambienttemperaturecoolingandheatdissipationinover-clockingorsupercalculating.Amodelofthermoelectriccoolingforcentralprocessingunit(CPU)heatdissipationwasestablishedbasedonthemechanismofthermoelectriccoolingandcoolingcharacteristicso
