СТА №2/2017

112 СТА 2/2017 www.cta.ru распространёнными в данный момент на рынке решениями была произведена инженерами компании Schroff. Испыта- тельная установка включала в себя теплопроводящий модуль (монолитный алюминиевый либо FHC высотой 70 мм), корпус Interscale C с радиатором, источник тепла (процессор Intel i7), а также несколько термопар для сбора данных. Для получения корректных результатов температуры процессора и окружающей среды поддерживались неизменными на про- тяжении всего эксперимента. Каждое измерение повторя- лось четыре раза. Длительность каждого измерения составля- ла 1,5 часа, чтобы гарантировать стабильное состояние систе- мы. Необходимо отметить, что вне лабораторных условий фактическое тепловыделение устройств зависит от специ- фичных для конкретного приложения факторов, поэтому ре- зультаты описываемых тестов являются сравнительными, но не абсолютными. Измерение производительности кондуктивного охлажде- ния с применением модуля FHC высотой 70 мм проводилось в корпусе Interscale C, оборудованном радиатором с рёбрами высотой 25 мм, при температуре процессора +75°C и окру- жающей среды +20°C. Были проведены три серии измерений. В первом варианте использовался монолитный алюминиевый теплопроводящий модуль с теплопроводящей прокладкой толщиной 5 мм, во втором – монолитный модуль с теплопро- водящей прокладкой толщиной 3 мм, в третьем – модуль FHC (рис. 18). В данных условиях в случае применения монолитного модуля с прокладкой толщиной 5 мм рассеянная радиато- ром тепловая мощность составила 32 Вт при суммарном теп- ловом сопротивлении 2,45 К/Вт. При использовании про- кладки толщиной 3 мм мощность теплоотвода повысилась до 34 Вт. В варианте с модулем FHC тепловыделение со- ставило 55 Вт при суммарном тепловом сопротивлении 1,444 К/Вт, что говорит об улучшении охлаждения на 72% по сравнению с традиционными методами кондуктивного охлаждения. Дополнительные серии тестов 70-миллиметрового модуля FHC показали, что его эффективность практически не ме- няется при различной высоте модуля (то есть при различном сжатии пружины). При высоте, близкой к минимальной (сжа- тие модуля 85%), количество рассеиваемого тепла было лишь на 1,5% больше, чем при 15-процентном сжатии модуля. Бы- ло также проведено сравнение результатов с данными, полу- ченными при измерении параметров «идеальной» модели теплоотводящего канала: монолитный алюминиевый модуль соединялся с процессором и радиатором только с помощью термопасты при оптимальном давлении, а геометрические погрешности при монтаже были сведены к минимуму. Эф- фективность такой системы с монолитным модулем была все- го на 0,9% выше при температуре процессора +67°C и на 3,4% выше при температуре +99°C по сравнению с модулем FHC высотой 70 мм. В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА 10 30 50 Температура окружающей среды, ° C 70 90 60 70 80 90 100 110 120 130 Средняя температура радиатора, ° С Схема измерений 1 и 2 Схема измерений 3 Радиатор (высота рёбер 25 мм) Радиатор (высота рёбер 25 мм) Теплопроводящая прокладка (толщина 5 мм либо 3 мм, коэффициент теплопроводности – 1,5 Вт/(м ⋅ К)) Монолитный алюминиевый теплопроводящий модуль Модуль FHC высотой 70 мм Термопаста (Amasan T12, коэффициент теплопроводности – 4,185 Вт/(м ⋅ К)) Термопаста (Amasan T12, коэффициент теплопроводности – 4,185 Вт/(м ⋅ К)) Источник тепла (процессор) Источник тепла (процессор) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Тепловое сопротивление, К/Вт Водяное охлаждение Монолитный алюминиевый модуль с термопастой в областях контакта Модуль FHC высотой 70 мм с термопастой в областях контакта Монолитный алюминиевый модуль с теплопроводящей прокладкой толщиной 5 мм 1,2584 1,44044 1,4600 2,4493 Рис. 17. Зависимость температуры радиатора от температуры окружающей среды при постоянном тепловыделении процессора Рис. 19. Сравнительная диаграмма методов кондуктивного охлаждения Рис. 18. Схема тестирования теплопроводящего модуля FHC высотой 70 мм