Як зменшити тепловий опір електроприладу
Оскільки обладнання стає потужнішим і компактнішим, інженери в різних галузях докладають невпинних зусиль для керування температурою електронних виробів. Хоча існує багато креативних рішень, які можуть забирати теплову енергію за допомогою високотемпературних теплопровідних пристроїв, таких як вентилятори, рідинні охолоджувачі та теплопровідні трубки, сам пристрій також досяг значного прогресу в фундаментальній оптимізації теплових характеристик.
Робоча температура:
При проектуванні кінцевих продуктів, таких як обладнання IOT, медичні інструменти або промислові сенсорні пристрої, майже кожен пристрій приймає максимальну робочу температуру навколишнього середовища як параметр. Максимальна температура навколишнього середовища встановлюється виробником пристрою, щоб гарантувати, що продуктивність обладнання досягне прийнятного стандарту та не буде пошкоджено фізичні характеристики. Наприклад, деякі перемикаючі транзистори можуть витримувати дуже високі потужні навантаження, але їхні внутрішні напівпровідникові переходи розплавляться під впливом занадто високої температури навколишнього середовища. Крім того, температура безпосередньо впливатиме на електропровідність матеріалу. Якщо максимальна робоча температура перевищена, продуктивність пристрою може бути змінена.
Зніміть тепло з джерела:
У пристроях із фіксованим внутрішнім споживанням електроенергії та пороговими значеннями температури навколишнього середовища, як і в більшості пристроїв перетворення енергії та мікросхем, температура поверхні корпусу залежить від внутрішнього теплового опору та ефективності теплопередачі. Внутрішній тепловий опір описує ефективність передачі тепла від джерела тепла до поверхні пристрою. Однак, коли більшість людей думають про управління теплом, вони думатимуть про ефективність теплопередачі від пристроїв до навколишнього середовища, конвективну, кондуктивну або променисту теплопередачу. Ці методи зазвичай включають пасивні теплообмінники, вентилятори, рідинні системи охолодження, теплові трубки та радіатори.
Найкращий спосіб підтримувати належну температуру оболонки - це напряму змінювати внутрішній тепловий опір обладнання та ефективність розсіювання тепла в навколишнє середовище. Ідеальний пристрій керування температурою має нульовий термічний опір і нескінченне розсіювання тепла. Однак, оскільки пристрої виготовляються з реальних матеріалів, кожен матеріал має свої унікальні характеристики термостійкості, і жодна система не може ідеально передавати тепло, розробники систем повинні намагатися оптимізувати теплові характеристики кожного ключового пристрою з ранньої стадії проектування.
Фіксована змінна:
Як ми знаємо, різні параметри програми зазвичай фіксовані, тому дизайн потрібно розробляти відповідно до цих вимог. У деяких випадках ефективність пристрою, температура навколишнього середовища і механізм теплообміну системи залежать від кінцевого застосування. У багатьох випадках, якщо пристрій має забезпечити прийнятні робочі умови та низьку температуру корпусу, єдиним способом є вдосконалення внутрішнього теплового дизайну та вибір пристрою з низьким внутрішнім тепловим опором.
