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1、用半导体制冷片为CPU降温 承德职业学院学报 2005年第4期 JOURNALOFCHENGDEVOCATIONALCOLLEGENO.4.2005用半导体制冷片为CPU降温 ● 承德职业学院 申 勇 摘 要:本文从CPU的散热问题出发,简介了几种时下流行的CPU散热方式,然后重点介绍了半导体制冷片的工作原理、制冷特点,并通过实验测试验证了半导体制冷片的工作稳定性、性能及降温效果。同时介绍了半导体制冷片的选型要诀及注意事项。 关键词:半导体制冷;半导体制冷片;帕尔贴效应;温差;实验测试 中图分类号:TN30
2、 文献标识码:A 文章编号:1673-2758(2005)04-0073-04 CPU作为电脑的核心部分一直以来都受到格外的关注,近几年来其制造工艺、集成度以及主频经历了一次次质的飞跃,CPU的性能也得到了极大的提高。虽然每次主频的提高CPU的电压都在不断下降,但是由于半导体管的数量的增加,电流的加大,功耗也在不断地提升,随之而来的是CPU温度的不断提升。用一个性能较好的散热器,打造一个稳定的散热环境,可以说对CPU工作时的性能起决定性作用。CPU和散热器制造工艺的改善给用户带来的最大好处就是CPU的超频能力进一步得到提高。超频后,CPU必然将产生更多的热量,如果散热措施不理想
3、,不能及时将CPU产生的热量带走,CPU内部就会出现电子迁移现象,它直接导致的结果便是死机现象。目前帮助CPU散热的方式有很多种,用户最熟知的应该要算风冷散热,它由散热片和风扇构成。这种散热方式的原理很简单,CPU产生的热量直接传递到散热片,风扇的转动产生气流将散热片蓄积的热量带走。风冷散热器的制造成本低,可操作性强,使用起来也较安全,所以普及程度相当高。但是由于受制于风冷原理自身,散热效果的改善是较小的。下面就将几种时下流行的CPU致冷方式做一比较(如表1所示):表1:单易行的对CPU降温的方法。下面我们就来详细介绍一下半导体制冷技术以及使用半导体制冷片为CPU降温所做的实验测试。一、工
4、作原理散热方式单一散热片散热片+风扇水冷半导体制冷压缩机制冷液氮制冷复杂程度很低低较高较低高很高成本很低一般较高一般高高散热效果不好一般好好很好很好 通过上述比较不难看出,在兼顾复杂程度、成本、散热效果三方面的同时,半导体制冷技术是一种行之有效且简1834年,法国科学家帕尔贴发现了热电致冷和致热现象,即金属温差电逆效应。由两种不同金属组成一对热电偶,当热电偶输入直流电流后,因直流电通入的方向不同,将在电偶结点处产生吸热和放热现象,称这种现象为帕尔贴效应。帕尔贴效应早在200年之前发现,但是用到致冷还是近几十年的事。我国于1956年开始研究半导体致冷器,它是半导体技术领域中一个特殊的分支。
5、半导体制冷片原用于小冰箱及低压供电的制冷场所。现在一般有12V.3A及12V.5A的两种规格。当通电后,其两个表面产生温差(一面吸热,一面放热),利用其可以制冷的特点可用于CPU降温。现在简要地介绍一下它的性能参数:功率:电源2v～15v,消耗电流3A—8A,最大功耗高达68W!如果电脑电源可以承受这样的功率,则可以直接使用电脑电源,否则只能使用外接电源。制冷量:温差最大可达65度!将冷面对准芯片,热面贴巨型散热片和风扇,假如你提供足够的电流保持热面温度不高于65度,那么极限情况下,冷面可达零度甚至零度以下!经初步实验,在不接CPU的时候,冷面温度可达零下15度!这个时候功耗也将达到最大值
6、!1、半导体致冷原理:如图把一只N型半导体元件和一只P型半导体元件联结成热电偶,接上直流电源后,在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的一个接头处,电流方向是n→p,温度下降并且吸热,这就是冷端。而下面73 承德职业学院学报 2005年第4期 JOURNALOFCHENGDEVOCATIONALCOLLEGENO.4.2005 的一个接头处,电流方向是p→n,温度上升并且放热,因此是热端。半导体制冷片的稳定性、性能及对CPU的降温效果。1、半导体制冷片外观:3、成本低;三、关于本次实验测试二、冷却速度快,其
7、冷却速度可通过调节工作电流来控半导体制冷片的特点本实验通过在CPU顶部与散热器之间加一块半导体1、无噪音、无磨损、运行可靠、维护方便、体积小、重量制冷片,用制冷片的冷端来进行散热。由于此法采用的是轻,可大大缩小整机体积。它只需要一种特殊结构的半导主动制冷而不是被动散热,可以收到良好的降温效果。实体,通上电就可以打破热平衡;验通过在服务器和电脑CPU上应用半导体制冷片来测试2、制,便于手动和自动控制;半导体致冷在小功率致冷
