压电已经存在了一个多世纪，人们发现某些晶体结构在受到机械应力时产生表面电荷。

这种形式的压电传感器是压电传感器的工作方式。与压电传感器（或发电机）类似，压电致动器（或电机）使用补丁[1,3]形式的压电陶瓷材料。这些斑块被刺激以产生电流或运动。

压电发生器在受力时产生电流，压电电机在电流通过时产生运动。压电传感器和执行器发现自己分散在今天的许多技术领域；然而，直到最近，压电风扇的结合才进入到电子领域。

随着技术的进步，由于部件尺寸减小，功率需求增加，压电风扇因其较低的噪声、空间要求、功耗和可靠性而受到人们的关注。

由于压电风扇是相当新的，其实现和设计参数最近受到了更深入的关注。在2010年以前，大多数的研究都是关于压电风扇和提高在受热表面上的平均传热系数。

研究基本参数及其如何影响散热器性能的实验一直是近年来压电风扇研究的研究热点。

基本参数包括风机特性（风扇尖端振幅、谐振振动频率偏移、风扇叶片特性长度、风扇与热源之间的距离、风扇与热源中心的偏移），然后可与无量纲PZT对流数（MP）、PZT功耗等性能指标相关。

拥有像刚才提到的那些性能指标，为在电子产品中更广泛地实施压电风扇提供了一个垫脚石。

在2010年之前，更基础的研究包括研究压电风扇对平面受热表面的冷却效果。这类研究已经进行了实验和数值研究，取得了非常好的结果。

实验测试包括三种不同的配置，分别是热源前的风扇、热源一侧的风扇和具有加热表面的翅翼前的风扇。不同配置的原理图如图1所示。

对于这些配置，记录了加热器的温度，加热器表面的五个点，绝缘材料的背面，以及位于加热表面和压电风扇附近的不同的自由空气点。

温度位置如图2所示。在这些温度下，对流系数和热损失可以根据方程1、公式1和公式2计算出来。

在本实验中，假设热损失是一维的，并根据每个实验的最终平均热源温度而变化。本实验的最佳损耗为0.03W，自然对流下为0.09W。

其中

在配置A中，对流系数范围约为22~101 W/m2 k。这相当于对自然对流的增强大于375%。

通过对配置A中的30次实验数据的测试和分析，发现频率偏移是5个风扇参数中最重要的。当谐振频率偏移量为5%时，冷却容量[3]下降了10°C。

风扇与加热表面的距离也在性能上起了作用，因此距离的增加会导致性能的下降。

风扇振幅比（振幅与风扇长度比）也在性能上发挥了作用，在配置a中可以看到，较短的风扇总是比较长的风扇表现得更好。

较短的风扇长度的关键在于谐振频率的差异，较短的风扇具有较高的谐振频率，而两个之间的振幅几乎保持相同。

从热源中心偏移风扇会影响性能，但与其他参数几乎不同。

对于配置B，我们发现，当风扇在5%的共振频率偏移量下运行时，冷却容量下降了15°C。

与配置a相比，风扇偏移偏差对性能下降的作用更大。配置C的趋势与配置A相似，但整体性能略低。

这可以部分解释为配置C的散热增加了13%，这与鳍[3]的加入导致的表面积的增加有关。为了保持表面温度为70°C（就像其他配置一样）热量输入必须增加。

由于实验的性质，没有对扇形偏移量进行调查。同样重要的是要注意，压电风扇的“最佳点”是在其谐振频率上，它消耗最少的功率，但也产生最大的冷却效果。

用压电风扇冷却散热片的研究主要包括两种不同的风扇和散热片配置。

它要么是一个相对较大的设置，在两个板安装在压电风扇之间，或者压电风扇安装在散热片外部，像传统风扇一样将空气通过散热片吹出。

与分析压电风扇对受热表面的冷却能力类似，分析散热片中的压电风扇的参数包括风扇相对于热源的位置、风扇叶片的长度、与谐振频率的偏移和风扇振幅。

压电风扇和翼片的设置见下图3和图4。图3显示了整个实验设置，连接翅片和底板均匀加热和绝缘。

图4定义了与此设置相关的尺寸参数，其中y为垂直方向，XPZT/LFIN为压电长度与翅片长度的比值，θ为系统的倾斜角。

为了计算本实验的性能，我们比较了压电风扇强制对流与自然对流之间的对流系数。这些都是由方程3和公式4确定的，而方程5表示上述性能。

其中，

QFIN =散热片的总热量

AFIN =总鳍片面积

TS，PZT =当用压电风扇冷却时，散热片的平均表面温度

TS，0 =被自然对流冷却时鳍的平均表面温度

图5显示了如何分割温度测量来计算TS。热电偶位于那些用红点表示的区域的中心。

其中，

Tbase，i =由底鳍表面每个部分的热电偶测量的温度

另外，Tsidei=侧鳍表面热电偶测量的温度

Abasei=每个截面面积

Asidei=侧面的面积

利用这些方程，分析了该冷却系统的温差和整体性能。

结果表明，与自然对流相比，使用压电风扇的性能提高了2.3倍。

本研究还使用雷诺数和雷诺数和雷诺数，这是使用风扇的参数和配置，而不是纯粹的实验数据。

同样，在这个实验中，我们也注意到压电风扇在其谐振频率（最低功耗和最高流量）下表现最佳。

随着对压电风扇及其对电子冷却的部署的更深入研究的出现，我们可以看到这些风扇在热溶液中的更大规模的应用。

然而，重要的是要注意这些风扇的成本是一个挑战，因为电子市场往往是高度成本敏感。

在大容量应用中，如果价格没有下降到接近管轴向风机和鼓风机的价格，压电风机可以被描述为一种特殊的空气移动器，只用于成本的特定应用，而不是那么重要的因素。

这已经证明，与仅通过自然对流进行冷却相比，压电风扇是非常有效的。一致的结果表明，一旦风扇为给定的应用得到完全优化，冷却性能通常是自然对流的2.5倍左右。

另一个重要的因素是驱动压电风扇的谐振频率或最有效的操作，并利用其低功率的工作能力。

总的来说，压电风扇可以是一个伟大的电子冷却工具，因为他们的低噪音，空间和功率消耗以及可靠性。