Hvordan redusere termisk motstand til elektrisk enhet

Etter hvert som utstyret blir kraftigere og mer kompakt, har ingeniører i forskjellige bransjer gjort en utrivelig innsats i termisk styring av elektroniske produkter. Selv om det finnes mange kreative løsninger som kan ta bort varmeenergi gjennom høytemperatur varmeledningsenheter som vifter, væskekjølere og varmeledningsrør, har selve enheten også gjort store fremskritt for å fundamentalt optimalisere den termiske ytelsen.

Arbeidstemperatur:

Når du designer sluttprodukter som IOT-utstyr, medisinske verktøy eller industrielle sensorenheter, tar nesten hver enhet den maksimale omgivelsestemperaturen som en parameter. Maksimal omgivelsestemperatur er satt av produsenten av enheten for å sikre at ytelsen til utstyret når en akseptabel standard og at de fysiske egenskapene ikke blir skadet. For eksempel kan noen svitsjetransistorer tåle svært høye effektbelastninger, men deres interne halvlederforbindelser vil smelte hvis de utsettes for for høy omgivelsestemperatur. I tillegg vil temperaturen direkte påvirke materialets ledningsevne. Hvis den maksimale driftstemperaturen overskrides, kan ytelsen til enheten endres.

Fjern varmen fra kilden:

Enheter med fast internt strømforbruk og omgivelsestemperaturterskler, som de fleste strømkonverteringsenheter og IC-er, avhenger overflatetemperaturen til huset av den interne termiske motstanden og effektiviteten til varmeoverføring. Intern termisk motstand beskriver effektiviteten av varmeoverføring fra varmekilde til enhetsoverflate. Men når de fleste tenker på varmestyring, vil de tenke på effektiviteten av varmeoverføring fra enheter til miljøet, konvektiv, ledende eller strålevarmeoverføring. Disse metodene er vanligvis passive varmevekslere, vifter, væskekjølesystemer, varmerør og kjøleribber.

Den beste måten å opprettholde en god skalltemperatur på er å endre den interne termiske motstanden til utstyret og effektiviteten av varmespredning til omgivelsene direkte. En perfekt termisk styringsenhet har null termisk motstand og uendelig varmespredning. Men fordi enheter er laget av materialer fra den virkelige verden, har hvert materiale sine egne unike termiske motstandsegenskaper, og ingen system kan overføre varme perfekt, systemdesignere må prøve å optimalisere den termiske ytelsen til hver nøkkelenhet fra det tidlige designstadiet.

Fast variabel:

Som vi vet er de ulike parametrene til applikasjonen vanligvis faste, så designet må utvikles for å møte disse kravene. I noen tilfeller avhenger effektiviteten til enheten, omgivelsestemperaturen og varmeoverføringsmekanismen til systemet av den endelige applikasjonen. I mange tilfeller, hvis enheten skal oppnå akseptable driftsforhold og lav hustemperatur, er den eneste måten å forbedre den interne termiske designen og velge enheten med lav intern termisk motstand.