毕业设计（论文）-CPU散热器的发展现状

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1、毕业设计（设计）1绪论1.1CPU散热器的发展现状综观目前国内外散热技术的研究进展可知：随着CPU产热的热流密度的不断提高，传统的风冷散热己无法满足CPU稳定工作的需求，而其它几种散热方式虽然散热效果有所提高，但均存在一些弊端，如技术不成熟、效率低、价格昂贵、存在不安全隐患等[1]。因此，要想成为在市场上通用认可的CPU散热设备，还需要进一步的研究开发、继续完善与改进。针对目前CPU蕊片发热量大、空间构造紧凑散热难的特点，本文的研究即是为了满足当今及未来电脑CPU芯片散热的需求，对具有极强换热能力的毛细微槽群作为热沉的相变换热系统—微槽群相变散热器所进行的研究[2

2、].为了保证CPU正常有效的工作，就必须进行有效的散热设计，将其在工作是产生的大量热量及时的带走，以确保CPU芯片的内核及表面温度维持在相对较低的水平，确保这些高速、高功率的芯片能够正常工作。1.2CPU散热器的分类CPU散热按其散热方式分为主动式散热和被动式散热两种[3]。主动式散热方式就是通过使用较好的热传导材料(例如：铝，铜)制成的散热片将CPU散发的热量直接传导出来，然后借助热辐射、自然对流方式自然地将热量散发至周围环境中去，其散热效果和散热片的面积大小成正比。因为是自然散发热量，效果不是很好。在早期笔记本电脑中，采用的就是这种主动式散热，也就是说，CPU

3、的冷却就是通过散热片将CPU的热量通过散热板、预留散热孔、键盘等自然对流的方式带来外界环境中去。因此对于采用主动式散热的散热器的设计包括翼片或者其它能够用来增加表面积的凸起物，以求能够提供满足有效热耗散的散热表面积。这种散热方式最大的好处就是不需要额外耗电，不需要担忧风扇发生障碍的危险，且结构和散热方法简单。但目前随着CPU的散热功率不断增加，这种主动式散热方式已经不能满足现代计算机CPU的冷却散热的需求，所以现在几乎在所有的CPU冷却领域中都采用的是被动式散热方式。被动式散热是利用风扇等散热设备将散热片上的热量强制性带走，这种散热方式的特点是散热效率高，设备体积

4、小。被动式散热方式，根据其散热介质的不同，可分为翅片散热、液冷散热、热管散热、半导体制冷散热和压缩机制冷散热等五种散热方式。-22-毕业设计（设计）由于翅片式散热器的结构简单(但有风扇噪音)，价格低廉(比较其它散热方法)，安全可靠，技术成熟，对CPU来说翅片式散热器已经足够之所以被广泛应用。目前市面上普遍采用的翅片式散热如图1-1所示[4]，本文研究的对象是翅片式的CPU散热器，以下着重介绍翅片散热。图1-1翅片散热器1.3影响翅片式CPU散热器效果的因素翅片式散热器的工作效果受很多因素的影响，可行的改善办法主要有通过使用散热器件来增大散热面积；通过提高风速，改善

5、气流组织，采用对流换热或沸腾换热等途径来增大对流换热系数；采用低温送风或直接应用制冷系统来获得较大的温差等[5]。目前主要是通过增大散热面积、提高风扇转速来提高散热器的散热能力，但由于当前CPU芯片的散热表面尺寸远小于贴附其上的散热器，靠近热源端更近的中部翅片具有的导热能力更强，承担着主要散热任务，能更快将CPU热量传递给在风力作用下的整个散热片，两侧翅片作用较小，为了增加中部区域的散热面积而采用长翅片将使得翅片肋传热故率降低，既增加了散热器重量，又削弱了强化传热效果，即使是使用导热系数很高的铜也显得力不从心[6]。若提高风扇的功率、转速，就会使得风扇体积、噪音增

6、大，而且当风扇发生故障时，可能导致CPU芯片在短时问内因无法及时散发热量而烧坏。因此，翅片式散热器的进风对其换热效果具有较强的影响[7]。1.4本文的工作综合上面的各种因素，本文要研究翅片式散热器的进风对其换热的影响，改善CP散热。-22-毕业设计（设计）依靠专用风扇冷却CPU的空气强迫对流主动式散热器因其结构简单，安装简便，成本较低，散热效果明显，适应性强，产品更新换代灵活等特点成为当今散热技术的主流本论文针对一般用户CPU的散热功率进行散热设计。目前常用的计算机CPU功率一般在60W～95W之间，CPU允许的最高温度在70～80℃之间，超过80℃可能造成永久性

7、损坏。所以在设计过程中翅片基底温度必须保持在70℃以下。-22-毕业设计（设计）2实验设备的选定2.1热电偶的选定2.1.1热电偶测温的基本原理热电偶温度计是由热电偶、显示仪表和连接导线所组成。它被广泛用来测量-200-1300℃范围内的温度，用特殊材料制成的热点偶还可以测量高达3000℃或低至4K的温度.热电偶具有性能稳定，结构简单，使用方便，经济耐用，体积小和容易维护等优点[8]。通过热电偶并能将温度信号转换成电信号，便于信号的远传和实现多点切换测量。因此在工业生产和科学研究领域中都广泛使用热电偶来测量温度。热电偶测温的基本原理是基于金属导体的热电效应。热电效

8、应产生的电