Termički dizajn električnih uređaja
Trenutačno se elektroničke komponente razvijaju prema minijaturizaciji, visokoj integraciji i visokoj učinkovitosti, što učinkovito poboljšava performanse elektroničke opreme, a veličina elektroničke opreme također se razvija prema minijaturizaciji. To otežava toplinski dizajn elektroničkih proizvoda. Elektronička oprema sastoji se od više jediničnih modula. Kada je oprema uključena, te će elektroničke komponente generirati puno topline, a temperatura unutar opreme brzo će rasti. Ako se toplina ne može prenijeti i emitirati na vrijeme, to će ozbiljno utjecati na normalan rad opreme, pa čak i oštetiti je. Stoga je dizajn disipacije topline vrlo važan dio konstrukcijskog dizajna elektroničke opreme.
Način prijenosa topline:
Općenito, postoje tri oblika provođenja topline: provođenje, konvekcija i zračenje.
Izbor načina hlađenja:
Budući da elektronička oprema ima više elektroničkih komponenti, struktura opreme također je složena. Postoji mnogo unutarnjih načina prijenosa topline strukture elektroničke opreme, au mnogim slučajevima mnogi koegzistiraju. Stoga su za odabir metode odvođenja topline potrebni parametri elektroničkih komponenti i radne okoline. Elektroničke komponente koje se koriste u vlažnom okruženju trebaju usvojiti zatvoreni dizajn za raspršivanje topline. Za elektroničku opremu koja ne treba zatvoreni dizajn, prirodna disipacija topline je odabrana kao metoda disipacije topline, međutim, za opremu koja stvara mnogo topline, potrebno je promicati disipaciju topline ili koristiti prisilno hlađenje zrakom za raspršivanje topline.
Uglavnom toplinski dizajn:
Prirodno konvekcijsko hlađenje zraka: koristite školjku opreme kao radijator, pričvrstite uređaj za grijanje na školjku i izravno prenosite toplinu na zrak. Prirodno hlađenje je prikladnije za uređaje za grijanje male snage.
Prisilno konvekcijsko hlađenje zraka: nije samo jednostavnog dizajna, već je također praktično i ekonomično za korištenje, a njegova upotreba je opsežnija zbog visoke pouzdanosti.
Hlađenje tekućinom: zbog svoje visoke učinkovitosti i kompaktnosti naširoko se koristi za hlađenje elektroničkih jedinica s visokom toplinskom fluidnošću i postalo je središte istraživanja toplinskog dizajna. Hlađenje tekućinom može biti jednofazno ili dvofazno, uglavnom uključujući izravno ili neizravno hlađenje.
TEC hlađenje: njegove prednosti su bez buke i vibracija, kompaktna struktura, praktičan rad i održavanje, bez rashladnog sredstva, a kapacitet hlađenja i brzina hlađenja mogu se prilagoditi promjenom struje. Široko se koristi u sustavima s konstantnom temperaturom i gustoćom snage, a može se koristiti i za hlađenje niskotemperaturnih supravodljivih elektroničkih uređaja.
Mikrokanalno hlađenje:
Na anizotropnim silicijskim pločicama ili podlogama, anizotropno jetkanje se koristi za stvaranje kanala ljuski. Kada tekućina teče kroz kanal scene, tekućina može zagrijati ili izravno apsorbirati toplinsku energiju. U ovom trenutku tekućina je u vrlo neuravnoteženom stanju, a energija prijenosa topline je velika. Osim toga, eksperimenti pokazuju da čak i kada rashladna tekućina teče kroz mikrokanal u jednoj fazi, njen učinak hlađenja je daleko bolji nego onaj kod korištenja ključanja tekućine za hlađenje.
Posljednjih godina provode se kontinuirana istraživanja vezana uz tehnologiju toplinskog projektiranja. Uz kontinuirani razvoj nekoliko materijala s visokom toplinskom vodljivošću, široka uporaba ovih materijala uvelike će poboljšati trenutnu tehnologiju rasipanja topline elektroničke opreme.
