就半導(dǎo)體制冷器對(duì)CPU等電子元件的降溫效果進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過模擬試驗(yàn)分別得到了CPU在傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱裝置和接入半導(dǎo)體制冷片時(shí)的溫度數(shù)據(jù),并對(duì)比分析了CPU輸入電壓以及制冷片電壓對(duì)降溫效果的影響。結(jié)果顯示,接入半導(dǎo)體制冷片后,CPU的工作溫度大為降低,降溫幅度達(dá)到15～25℃,可以很好地滿足高頻電子元件的溫度要求;同時(shí)發(fā)現(xiàn)CPU的降溫效果與制冷片電壓并不成正比關(guān)系。

　　關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體制冷;CPU;降溫效果

　　Abstract: The electronic components cooling effect by semiconductor refrigeration was tested by experiment in the study.The temperature data were obtained under the experimental condition of the air-cooled heat exchanger and semiconductor refrigeration.The influence of the voltage of CPU and refrigeration piece on cooling effect was also analyzed.The results showed that the semiconductor refrigeration made a CPU temperature decline of 15 to 25 degrees,which can meet the temperature requirements of high frequency electronics,and found that the CPU cooling effect and voltage of refrigeration piece is not relation of certain direct ratio.

　　Keywords: semiconductor refrigerating;CPU;cooling effect

　　根據(jù)電子學(xué)理論，CPU、內(nèi)存等電子元件頻率的提高雖然對(duì)其壽命不會(huì)有影響，但是卻會(huì)產(chǎn)生高密度的熱量，若散熱不好將會(huì)使其溫度過高，從而引發(fā)" 電子遷移" 現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)電子元器件造成損壞，從而降低電子元器件的壽命。為了防止" 電子遷移" 現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該把CPU 等電子元件的表面溫度控制在50℃以下，這樣CPU的內(nèi)部溫度就可以維持在80℃以下［1］。

　　為了使電子元器件的溫度可以控制在額定溫度范圍之內(nèi)，必須給電子元器件提供合理的散熱方案。計(jì)算機(jī)中最常用的CPU 散熱的方式包括:風(fēng)冷散熱法和水冷散熱法。但是這兩種散熱措施并不能把CPU 表面溫度降至室溫以下( 水冷法可以通過在水中加冰塊實(shí)現(xiàn)，但過于麻煩不適于實(shí)際應(yīng)用) ，也就意味著無(wú)法滿足更高的頻率的CPU 的工作要求，因此必須選擇一種新的散熱方式，以保證高性能高頻率CPU 芯片的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　目前新型散熱方式主要有噴霧冷卻、相變材料、熱管和半導(dǎo)體制冷等。噴霧冷卻在電子元件的高熱流密度散熱方面有廣闊的應(yīng)用前景，但目前的研究主要集中在傳熱機(jī)理、傳熱強(qiáng)化等理論及實(shí)驗(yàn)研究上［2 ～ 4］，國(guó)內(nèi)還沒有適合電子元件應(yīng)用的小型集成化的噴霧冷卻系統(tǒng)出現(xiàn); 相變材料主要適用于具有間歇發(fā)熱特性或處于波動(dòng)熱環(huán)境下的電子設(shè)備［5，6］; 熱管散熱技術(shù)也已經(jīng)在電子元器件領(lǐng)域被普遍應(yīng)用［7］。但是這些散熱與傳統(tǒng)散熱方式一樣，都不能把CPU 表面溫度降至室溫以下。半導(dǎo)體制冷是通過直流電制冷的一種新型制冷方式，以其強(qiáng)大的降溫功能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的CPU、顯卡等發(fā)熱部件，它的優(yōu)點(diǎn)在于: ( 1) 可以把電子元件溫度降低到室溫以下; ( 2) 制冷組件為固體器件，可靠性高，失效率低; ( 3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕，且工作時(shí)無(wú)噪聲、無(wú)磨損［8，9］。

　　本文制作一種半導(dǎo)體制冷的冷卻試驗(yàn)裝置，對(duì)CPU 等電子元件的降溫效果進(jìn)行試驗(yàn)研究，并分析CPU 輸入電壓以及制冷片電壓對(duì)降溫效果的影響。

　　通過半導(dǎo)體制冷的冷卻實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)CPU 等電子元件的降溫效果進(jìn)行了研究，與傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱方式對(duì)比，半導(dǎo)體制冷對(duì)CPU 的降溫效果明顯，短時(shí)間內(nèi)CPU 的溫度可以降低到環(huán)境溫度以下; 同時(shí)發(fā)現(xiàn)CPU 的降溫效果與制冷片電壓并不成正比關(guān)系，這主要受半導(dǎo)體制冷片熱端散熱效果的影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)半導(dǎo)體制冷片的結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境以及被冷卻器件的降溫要求，對(duì)半導(dǎo)體制冷的冷卻裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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