مروري جامع بر استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در خنك سازي بردهاي الكترونيكي

A comprehensive review on the use of phase change materials in cooling of electronic board

دستگاه­ هاي الكترونيكي با كاربردهاي متنوع و وسيعي كه اين روزها پيدا كرده­اند، براي داشتن عمر طولاني ­تر و عملكرد ايمن ­تر، بايد زير دماي بحراني كار كنند. بنابراين لازم است گرماي مازاد توليد شده در آنها به طور مناسبي از اين دستگاه­ها خارج شود. اخيراً، استفاده از مواد تغيير فاز دهنده (PCM) به عنوان يكي از روش­ هاي موثر براي حذف گرما از وسايل الكترونيكي مورد توجه قرارگرفته است. اما عليرغم ظرفيت بالاي ذخيره سازي انرژي در PCMها، رسانايي گرمايي پايين آ­ن­ها به عنوان يك عامل محدود كننده براي استفاده از اين مواد مي­باشد. بنابراين، تحقيقات فعلي بر بهبود عملكرد گرمايي PCM با استفاده از تقويت كننده رسانايي گرمايي (TCE) متمركز شده است. پره ­هاي فلزي، نانوذرات مخلوط شده با PCM و فوم­ هاي فلزي، به عنوان تقويت كننده رسانايي گرمايي استفاده مي­شوند در اين مقاله، مطالعات مختلفي در مورد روش ­هاي مورد استفاده در بهبود عملكرد PCM براي خنك سازي اجزاي الكترونيكي تحت بار گرمايي ثابت مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است.

Electronic devices with different and wide applications must operate under critical temperature for long life and safe operation. Therefore, excess heat must be properly removed from these devices. Recently, the use of phase change materials (PCM) has been considered as one of the effective methods for removing heat from electronic devices. Despite the high energy storage capacity of PCM, the low thermal conductivity of them is a limiting factor for the use of these materials. Therefore, current research has focused on improving the thermal performance of PCM using thermal conductivity enhancer (TCE). Metallic fins, nanoparticles mixed with PCM, and metallic foams are used as thermal conductivity enhancer. In the three methods mentioned as thermal conductivity enhancers, it is observed that the presence of metal fins leads to more uniformity of the base temperature of the heat sink and decreasing the base temperature. The use of nanoparticles provides appropriate and acceptable performance for temperature management of heat sink. Also, metal foams offer good performance due to their higher surface to volume ratio, better heat conductivity and lower weight. In this paper, various studies about enhance PCM performance for cooling electronic components under constant heat load are investigated and compared.