Cum se reduce rezistența termică a dispozitivului electric
Pe măsură ce echipamentul devine mai puternic și mai compact, inginerii din diferite industrii au depus eforturi neîncetate în managementul termic al produselor electronice. Deși există multe soluții creative care pot elimina energia termică prin dispozitive de conducție a căldurii la temperatură înaltă, cum ar fi ventilatoare, răcitoare de lichid și tuburi de conducție a căldurii, dispozitivul în sine a făcut multe progrese pentru a optimiza în mod fundamental performanța termică.
Temperatura de lucru:
Atunci când proiectați produse finite, cum ar fi echipamente IOT, instrumente medicale sau dispozitive cu senzori industriali, aproape fiecare dispozitiv ia temperatura maximă de funcționare ambientală ca parametru. Temperatura ambientală maximă este setată de producătorul dispozitivului pentru a se asigura că performanța echipamentului atinge un standard acceptabil și caracteristicile fizice nu sunt deteriorate. De exemplu, unele tranzistoare de comutare pot rezista la sarcini de putere foarte mare, dar joncțiunile lor interne ale semiconductoarelor se vor topi dacă sunt expuse la o temperatură ambientală prea ridicată. În plus, temperatura va afecta direct conductivitatea materialului. Dacă temperatura maximă de funcționare este depășită, performanța dispozitivului poate fi modificată.
Scoateți căldura de la sursă:
Dispozitivele cu consum intern fix de energie și praguri de temperatură ambientală, la fel ca majoritatea dispozitivelor de conversie a puterii și circuitelor integrate, temperatura suprafeței carcasei depinde de rezistența termică internă și de eficiența transferului de căldură. Rezistența termică internă descrie eficiența transferului de căldură de la sursa de căldură la suprafața dispozitivului. Cu toate acestea, atunci când majoritatea oamenilor se gândesc la gestionarea căldurii, se vor gândi la eficiența transferului de căldură de la dispozitive la mediu, transferul de căldură convectiv, conductiv sau radiant. Aceste metode sunt de obicei schimbătoare de căldură pasive, ventilatoare, sisteme de răcire cu lichid, conducte de căldură și radiatoare.
Cel mai bun mod de a menține o temperatură bună a carcasei este modificarea directă a rezistenței termice interne a echipamentului și a eficienței disipării căldurii către mediul înconjurător. Un dispozitiv de management termic perfect are rezistență termică zero și disipare infinită a căldurii. Cu toate acestea, deoarece dispozitivele sunt fabricate din materiale din lumea reală, fiecare material are propriile caracteristici unice de rezistență termică și niciun sistem nu poate transfera căldura perfect, proiectanții de sisteme trebuie să încerce să optimizeze performanța termică a fiecărui dispozitiv cheie încă din stadiul incipient de proiectare.
Variabila fixă:
După cum știm, diferiții parametri ai aplicației sunt de obicei fixați, astfel încât designul trebuie dezvoltat pentru a îndeplini aceste cerințe. În unele cazuri, eficiența dispozitivului, temperatura ambiantă și mecanismul de transfer de căldură al sistemului depind de aplicarea finală. În multe cazuri, dacă dispozitivul trebuie să atingă condiții de funcționare acceptabile și o temperatură scăzută a carcasei, singura modalitate este de a îmbunătăți designul termic intern și de a selecta dispozitivul cu rezistență termică internă scăzută.
