Hur man minskar termiskt motstånd hos elektriska enheter
När utrustningen blir mer kraftfull och kompakt, har ingenjörer i olika branscher gjort oförtröttliga ansträngningar för termisk hantering av elektroniska produkter. Även om det finns många kreativa lösningar som kan ta bort värmeenergi genom högtemperaturvärmeledningsenheter som fläktar, vätskekylare och värmeledningsrör, har själva enheten också gjort stora framsteg för att i grunden optimera den termiska prestandan.
Arbetstemperatur:
När man designar slutprodukter som IOT-utrustning, medicinska verktyg eller industriella sensorenheter tar nästan varje enhet den maximala omgivande driftstemperaturen som en parameter. Den maximala omgivande temperaturen ställs in av tillverkaren av enheten för att säkerställa att utrustningens prestanda når en acceptabel standard och att de fysiska egenskaperna inte skadas. Till exempel kan vissa switchande transistorer motstå mycket höga effektbelastningar, men deras interna halvledarövergångar kommer att smälta om de utsätts för för hög omgivningstemperatur. Dessutom kommer temperaturen direkt att påverka materialets konduktivitet. Om den maximala driftstemperaturen överskrids kan enhetens prestanda ändras.
Ta bort värmen från källan:
Enheter med fast intern strömförbrukning och trösklar för omgivningstemperatur, som de flesta kraftomvandlingsenheter och IC:er, beror yttemperaturen på höljet på det interna termiska motståndet och effektiviteten av värmeöverföringen. Internt termiskt motstånd beskriver effektiviteten av värmeöverföringen från värmekällan till enhetens yta. Men när de flesta människor tänker på värmehantering, kommer de att tänka på effektiviteten av värmeöverföring från enheter till miljön, konvektiv, ledande eller strålande värmeöverföring. Dessa metoder är vanligtvis passiva värmeväxlare, fläktar, vätskekylsystem, värmerör och kylflänsar.
Det bästa sättet att upprätthålla en bra skaltemperatur är att direkt ändra utrustningens inre termiska motstånd och effektiviteten av värmeavledning till den omgivande miljön. En perfekt värmehanteringsenhet har noll termiskt motstånd och oändlig värmeavledning. Men eftersom enheter är gjorda av verkliga material, varje material har sina egna unika termiska motståndsegenskaper, och inget system kan överföra värme perfekt, måste systemdesigners försöka optimera den termiska prestandan för varje nyckelenhet från det tidiga konstruktionsstadiet.
Fast variabel:
Som vi vet är applikationens olika parametrar vanligtvis fasta, så designen måste utvecklas för att uppfylla dessa krav. I vissa fall beror enhetens effektivitet, omgivningstemperaturen och systemets värmeöverföringsmekanism på den slutliga applikationen. I många fall, om enheten ska uppnå acceptabla driftsförhållanden och låg hustemperatur, är det enda sättet att förbättra den interna termiska designen och välja enheten med låg intern termisk resistans.
