TEC冷却技術

人間のコンピューティング能力の継続的な追求により、ますます多くのトランジスタがコンピューティングチップに挿入されています。 各コンピューティング ユニットの密度は増加しています。 同時に、周波数が高くなると、チップの動作電圧と消費電力も高くなります。 今後数年間、チップのコンピューティング性能の向上を追求し続けると予測できます。これは、チップ温度の熱問題も継続的に解決する必要があることを意味します。

熱電効果の原理に基づくTEC冷却技術は、制御性が高く、使いやすく、低コストの新しい冷却方法です。 放熱の分野で徐々に使用されています。

 熱電効果は、温度差によって生成される電圧の直接変換であり、その逆も同様です。 簡単に言えば、熱電デバイスは、両端に温度差があると電圧が発生し、電圧が印加されると温度差も発生します。 この効果は、電気エネルギーの生成、温度の測定、オブジェクトの冷却または加熱に使用できます。 加熱または冷却の方向は印加電圧に依存するため、熱電デバイスは温度制御を非常に簡単にします。

従来の空冷や液体冷却と比較して、半導体冷凍チップの冷却には次の利点があります。

1. 温度を室温より下げることができます。

2.正確な温度制御（閉ループ温度制御回路を使用すると、精度は±0.1度に達する可能性があります）;

3. 高い信頼性 (冷凍コンポーネントは可動部品のない固体デバイスであり、200000 時間以上の耐用年数と低い故障率を備えています)。

4.作動音がありません。

TEC冷却の課題:

1.現在、半導体の冷凍係数は小さく、冷凍中に消費されるエネルギーは冷凍能力よりもはるかに大きくなります。 Tec ラジエーターのエネルギー消費率が低すぎるため、この段階では Tec ラジエーターが主流の冷却ソリューションになることはできません。

2. TEC冷凍ブレードが作動しているときは、コールドエンドで冷却しながら、ホットエンドで効果的な熱放散が必要です。 つまり、TEC冷却装置が高出力の冷却を行い、放熱のためにCPUに出力したい場合、それも継続的に放散する必要があり、結果として高出力テックが単独で動作することができなくなります。

3. tec社製の温度差の大きい環境下では、空気中の水分が室温以下の部分に結露しやすくなります。 結露やメイン ボード コンポーネントの損傷のリスクを回避するために、プロセッサの周囲に一定の密閉環境を設計する必要があります。

プロセスの改善に伴い、トランジスタ密度が増加し、CPU コアのパッケージ ダイ領域がますます小さくなっています。 熱力学の原理によれば、熱伝導面積が小さいほど、熱伝導性能を維持するために大きな温度差が必要になります。 温度差が小さい従来の冷却形式では、この問題を解決できません。 CPU の消費電力が高くない場合でも、CPU は深刻な熱を蓄積するため、周波数制限が低すぎます。 Tec は当然、大きな温度差属性 (吸熱端の温度が - 20 度に達しやすい) を持っています。これは、小さな面積と高い熱伝導の問題を解決するための最良の解決策かもしれません。