Компактное низкопрофильное охлаждающее устройство от компании Murata

Опубликовано 27.07.2011 Ведущий Антон Панкратов

Технологии управления тепловыми режимами приобретают все большее значение по мере уменьшения размеров электронного оборудования. Так как устройства потребительской электроники становятся все более компактными, рассеивание тепла происходит во все сокращающемся объеме воздуха внутри корпуса. В то же время, сокращение физического объема пространства дополнительно ограничивает размеры самих охлаждающих устройств. Поэтому в настоящее время перед разработчиками электроники встала проблема предельных возможностей традиционных технологий охлаждения, таких как громоздкие вентиляторы постоянного тока.
Для того чтобы обеспечить требования новых разработок, компания Murata создала миниатюрное устройство охлаждения, которое позволяет заменить вентиляторы в компактном электронном оборудовании. Это устройство представляет собой пьезоэлектрический микровоздуходув, который входит в состав растущей линейки микромеханотронных устройств. Микровоздуходув имеет размеры 20×20 мм, а высота его профиля (без сопла) составляет всего 1,85 мм. Устройство имеет пьезоэлектрическую диафрагму, которая колеблется в вертикальном направлении при приложении синусоидального напряжения, нагнетая и выталкивая воздух из устройства через расположенное вверху сопло. Диафрагма способна создавать поток воздуха со скоростью до 0,8 л/мин и давлении до 1,5 кПа при нормальных условиях эксплуатации, то есть при работе устройства от переменного напряжения с размахом 15 В на частоте 25 кГц. Конечно же, расход воздуха изменяется в зависимости от давления и различных рабочих условий. Воздуходув способен создавать высокое давление воздуха, поэтому его можно использовать в качестве воздушного насоса, а его высокая скорость воздушного потока означает, что он идеально подходит для местного охлаждения и рассеивания тепла от конкретных устройств или сильно нагревающихся областей в системе. В потребительском электронном устройстве даже можно при необходимости использовать несколько микровоздуходувов для индивидуального охлаждения каждой микросхемы. Поскольку пьезоэлектрическая диафрагма потребляет весьма небольшой ток, микровоздуходув оказывается достаточно эффективным, чтобы его можно было использовать на нескольких участках, даже в устройствах с батарейным питанием.
Микровоздуходув можно сконфигурировать для работы в двух режимах. Если сопло устройства направить на компонент или область, которые необходимо охладить, то имеется возможность либо обдувать подложку прохладным воздухом (с температурой окружающей среды), либо отводить от подложки нагретый воздух, который затем можно отвести из корпуса. В режиме обдува точечное охлаждение достигается за счет высокой скорости воздушного потока. Режим отвода теплого воздуха можно использовать, когда на печатной плате имеется определенная сильно нагретая область, которую нужно интенсивно охлаждать. Этот режим может обеспечить эффект вентиляции, если объем воздуха достаточно мал.