Cum să alegi un radiator?

Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, puterea de disipare a componentelor microelectronice crește, iar dimensiunea pachetului devine din ce în ce mai mică. Prin urmare, managementul termic devine din ce în ce mai important în proiectarea produselor electronice.

Fiabilitatea și durata de viață a echipamentelor electronice sunt invers proporționale cu temperatura de funcționare. Din perspectiva fiabilității și a temperaturii de funcționare a unui dispozitiv tipic cu semiconductor de siliciu, scăderea temperaturii de funcționare va crește exponențial fiabilitatea și durata de viață a dispozitivului. Prin urmare, controlul eficient al temperaturii de lucru a echipamentului în limita este garanția funcționării sale stabile pe termen lung.

Radiatorul de căldură este un dispozitiv care îmbunătățește transferul de căldură de la capătul fierbinte la capătul rece. În general, capătul fierbinte este partea superioară a dispozitivului care generează căldură, iar capătul rece este aerul din mediu ca mediu de disipare a căldurii. Următoarea discuție presupune că aerul este mediul de răcire. În cele mai multe cazuri, transferul de căldură de la suprafața solidă în aer este cea mai puțin eficientă verigă din întregul sistem de transfer de căldură, iar suprafața de contact solid-gaz este și locul cu cea mai mare rezistență termică. Radiatorul de căldură reduce rezistența termică a suprafeței de contact solid-vapori prin creșterea zonei de contact cu mediul de răcire, ceea ce permite dispozitivului să transfere mai multă căldură sau să scadă temperatura de funcționare a dispozitivului la aceeași creștere a temperaturii. Scopul principal al utilizării radiatorului este de a face temperatura de funcționare a dispozitivului mai mică decât indicatorul setat de producător.

Ciclu termic (traducerea literală este acest titlu, dar de fapt este metoda rețelei de rezistență termică pe care o spunem adesea, sau metoda rețelei termice/metoda rețelei electrice, denumită în continuare metoda rețelei de rezistență termică) Înainte de a discuta despre cum să alegeți un radiator, pentru ca cititorii care nu sunt familiarizați cu conducerea căldurii să înțeleagă rapid subiectul de discuție, explicați mai întâi terminologia implicată în discuția următoare și metoda de stabilire a unei rețele de rezistență termică. Definițiile simbolurilor și termenilor sunt următoarele:

Î: Puterea totală sau rata de generare a căldurii (ar trebui tradusă ca putere disipată), unitatea W, reprezintă rata de căldură generată de componentele electronice în timpul funcționării. Pentru a selecta un radiator adecvat, se folosește de obicei valoarea maximă a puterii disipate.

Tj: Temperatura joncțiunii (de obicei, aceasta ar trebui să se refere la temperatura joncțiunii, iar descrierea din textul original este temperatura maximă a joncțiunii pentru ca dispozitivul să funcționeze stabil), în °C.

Temperatura maximă admisă a joncțiunii variază de la 115°C pentru componentele microelectronice obișnuite până la 180°C pentru unele dispozitive speciale de control al temperaturii. În armată și în anumite ocazii speciale, componentele cu o temperatură de funcționare de la 65°C până la 80°C sunt rareori utilizate. (Textul original nu indică temperatura de funcționare, pentru a nu crea confuzii, traducerea este revizuită special).

Tc: Temperatura carcasei dispozitivului, în °C.

Deoarece temperatura carcasei este legată de punctul de testare selectat pe carcasa ambalajului (temperatura suprafeței pachetului de componente electronice nu este uniformă), aceasta se referă de obicei la punctul de temperatură cel mai înalt de pe carcasa ambalajului.

Ts: Temperatura radiatorului, în °C.

Aceasta se referă la cel mai înalt punct de temperatură în care radiatorul este aproape de dispozitiv (suprafața carcasei pachetului).

Ta: Temperatura ambiantă, în °C.

Prin relația dintre diferența de temperatură (textul original este temperatură) și viteza transferului de căldură (textul original este viteza de disipare a căldurii), eficiența transferului de căldură între două poziții ale unei structuri termice poate fi exprimată cantitativ prin rezistența termică R. Definiția rezistenței R este următoarea:

R=ΔT/Q Unde ΔT este diferența de temperatură dintre cele două poziții. Unitatea de rezistență termică este °C/W, care reprezintă diferența de temperatură atunci când este transferată o rată unitară de căldură. Definiția rezistenței termice este oarecum similară cu rezistența Re definită de legea lui Ohm' Re=ΔV/I. Unde ΔV este diferența de potențial și I este curentul.