散熱技術(shù)新革命—離子風(fēng)散熱技術(shù)全解析
離子風(fēng)散熱系統(tǒng),是一種從電子設(shè)備中吹出離子風(fēng)或叫電離空氣,通過所建的電磁場控制其吹送路徑,為最需要冷卻的位置提供動態(tài)可調(diào)的散熱方式。
電也能產(chǎn)生風(fēng)?
離子風(fēng)散熱的概念實際上相當簡單:基于正負電子中和的原理,由一對電極的一端產(chǎn)生正電離子,飛向負電極與負電離子“會合”時,便能帶動空氣形成穩(wěn)定氣流,即離子風(fēng)。其實離子風(fēng)是電暈放電過程中特有的現(xiàn)象,也稱為電暈風(fēng)(CoronaWind)?!?/p>
電暈放電是氣體介質(zhì)在不均勻電場中的一種局部自持放電現(xiàn)象,它也是最常見的一種氣體放電形式。在尖端電極附近,由于局部電場強度超過氣體的電離場強,使氣體發(fā)生電離和激勵,便會出現(xiàn)相對穩(wěn)定的電暈放電。在一定的電壓和技術(shù)條件下,電暈放電是可以通過電離子在兩個電極間的“對流”產(chǎn)生風(fēng)能的。
基于這種現(xiàn)象,開發(fā)人員發(fā)現(xiàn),通過施加電場而產(chǎn)生的電暈風(fēng)可使傳熱效果有明顯的改善。在實際應(yīng)用中,只需一臺電壓轉(zhuǎn)換裝置和附加的電極就可達到迅速控制熱流和溫度的目的,所消耗的電功耗和傳熱量相比可忽略不計。這就為高效散熱技術(shù)的研究提供了一條新思路。
離子風(fēng)散熱器原理
解析離子風(fēng)散熱器結(jié)構(gòu)其實比較簡單,在構(gòu)造上,散熱裝置由兩部分組成,“離子產(chǎn)生區(qū)”負責(zé)釋放電子,陽極所在的“抽運區(qū)”負責(zé)降溫,從而達到理想的散熱效果。在“離子產(chǎn)生區(qū)”,當電極加壓后,電子開始向陽極移動,撞擊空氣分子產(chǎn)生陽離子,這種帶正電的電離子受到相鄰電極的吸引開始被“運”送過去。依次快速改變陽極上的電壓,電離子也會快速通過“抽運區(qū)”。在強大電場的作用下,離子會推動空氣中的中性分子運動,從而形成用于冷卻的風(fēng)。當然,“造風(fēng)”的先決條件就是要掌控電壓,并且另外增加一些技術(shù)條件,否則電暈不過是電力系統(tǒng)中造成電力損耗的負面效應(yīng)。
(離子風(fēng)散熱器運作原理)
與目前流行的風(fēng)扇相比,這種散熱裝置最大的特點在于沒有任何運動組件,而又具有與風(fēng)扇相同的效果。從理論上說,這種離子風(fēng)散熱器可以產(chǎn)生最高達2.4米/秒的風(fēng)速,而普通的機械風(fēng)扇最高只能產(chǎn)生0.7~1.7米/秒的風(fēng)速。在熱管的幫助下,離子風(fēng)散熱技術(shù)的散熱效果與現(xiàn)在的散熱技術(shù)相比可以提升250%?!?/p>
(筆記本電腦使用離子風(fēng)散熱器前后效果對比圖)
離子風(fēng)散熱器沒有任何機械結(jié)構(gòu),幾乎可以保持零噪音運作,這也是機械風(fēng)扇所無法比擬的。要想電腦能靜音,普遍做法是采用由較大熱管和轉(zhuǎn)速較低風(fēng)扇組成的散熱系統(tǒng),但在夜深人靜時你仍會感覺到它們轉(zhuǎn)動的“心跳”聲。而離子風(fēng)散熱器則可實現(xiàn)無機械噪音運行。另外,離子風(fēng)散熱器的體積比機械風(fēng)扇小得多,通常只有后者的四分之一,非常容易安置,可讓筆記本等設(shè)備做得更為輕薄。
(離子風(fēng)散熱器結(jié)構(gòu)圖)
離子風(fēng)散熱離我們并不遙遠
目前不少廠商已經(jīng)在離子風(fēng)散熱技術(shù)原理之上推出了形形色色的方案,開始將此技術(shù)引入到商品化階段。比如美國松恩微科技公司早在2008年就推出了基于此技術(shù)的RSD5離子風(fēng)散熱器。它所產(chǎn)生的風(fēng)量是傳統(tǒng)小型機械風(fēng)扇的三倍,而尺寸只有其四分之一。而全球電子產(chǎn)業(yè)微型化技術(shù)供貨商Tessera也推出了EHD( EleCTRoHydro DynamIC,電子液動力)散熱方案。其表面積只有3平方厘米,完全可以安裝到標準筆記本中。不過,此款離子風(fēng)散熱器目前仍需要解決“如何防塵、如何延長使用壽命”等問題,真正走向市場還需要一些時日?!?/p>
(新型離子風(fēng)散熱器只有硬幣大?。?/p>
在應(yīng)用方面,離子風(fēng)散熱技術(shù)已最先應(yīng)用到筆記本電腦上。另外因為LED溫度越高,壽命越短,一旦確保高能量的LED能得到良好的散熱,就可以進一步減少LED燈珠數(shù)量,進而降低成本。高清電視每年的出貨量超過千萬臺,一旦離子風(fēng)散熱技術(shù)植入數(shù)量龐大的消費電子產(chǎn)品,將獲得不錯的發(fā)展空間。此外,如投影儀、薄型筆記本、智能終端等產(chǎn)品也將是離子風(fēng)散熱技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
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