설계과제-냉각핀 설계하기

소개글

설계과제-냉각핀 설계하기

목차

제목 : CPU냉각을 위한 방열기구 설계
-필요한 핀(fin)의 종류, 재질, 재원 등을 결정하고 도면화
-효과적인 냉각을 위한 다른 방법
-전자장치가 우주선에 탑재될 경우의 대책
※ 참고문헌

본문내용

어떤 컴퓨터가 20W의 .power를 사용하는 cm 크기의 회로 기판 5개와 기타 부품으로 구성되어 있으며 그 중 한 기판에는 알루미늄으로 마감된 cm 크기의 10W급 CPU가 추가로 설치되어야 한다.
기판 및 부착된 칩의 냉각을 위하여 300K의 공기가 케이스내로 유입되고 부품을 냉각한 후 315K에서 배출 팬을 통하여 외부로 토출된다.
팬을 비롯한 기타 부품에서 사용하는 전력은 도합 50W이며 냉각에 관련된 열전달계수는 복사효과를 포함하여 라 한다.
공기
배출공기
유입공기
가정)
① 정상상태
② 공기의 물성치는 일정
③ (핀이 있거나 없거나)바깥 표면 전체에 걸쳐 열전달계수는 일정
④ 핀 끝단의 열손실은 무시
⑤ CPU와 방열기 사이의 접촉열저항은 무시
⑥ 에너지 보존법칙 성립
⑦ 핀 주위 유체의 온도는 일정
문제 1. 요구되는 송풍 유량과 예상되는 기판의 온도를 구하라.
① 송풍 유량
①
그런데 이므로 ①식에 대입하면,
이다.
그러므로 출구 쪽의 질량유량을 구해보면,
이다.
그러므로 송풍유량은
이다.
② 기판의 온도
뉴튼의 냉각법칙을 사용하여 기판 표면의 온도를 구하자.
뉴튼의 냉각법칙 로부터,
이다.
문제 2. CPU는 표면 열유속이 크면서 온도에는 매우 취약하여 350K 이하로 유지되어야만 한다.
장치의 오작동을 방지하기 위한 방열기구 (heat sink)를 설계하라.
1) CPU의 적절한 냉각을 위한 대책을 기술하라.
- CPU는 어디에 배치하면 좋을까?
→ CPU는 온도에 매우 취약하므로 가장 차가운 유입공기가 들어오는 가운데 기판 입구 제일 가까운 곳에 위치시켜야 최고의 냉각이 이루어 질 것이다.

참고 자료

없음