Kako smanjiti toplinski otpor električnih uređaja
Kako oprema postaje snažnija i kompaktnija, inženjeri u različitim industrijama ulažu neprekidne napore u upravljanju toplinom elektroničkih proizvoda. Iako postoje mnoga kreativna rješenja koja mogu oduzeti toplinsku energiju pomoću visokotemperaturnih uređaja za provođenje topline kao što su ventilatori, rashlađivači tekućine i cijevi za provođenje topline, sam uređaj također je dosta napredovao kako bi temeljito optimizirao toplinske performanse.
Radna temperatura:
Prilikom projektiranja krajnjih proizvoda kao što su IOT oprema, medicinski alati ili industrijski senzorski uređaji, gotovo svaki uređaj uzima maksimalnu radnu temperaturu okoline kao parametar. Maksimalnu temperaturu okoline postavlja proizvođač uređaja kako bi se osiguralo da izvedba opreme dosegne prihvatljivi standard i da fizičke karakteristike nisu oštećene. Na primjer, neki sklopni tranzistori mogu izdržati vrlo velika opterećenja, ali će se njihovi unutarnji spojevi poluvodiča rastopiti ako budu izloženi previsokoj temperaturi okoline. Osim toga, temperatura će izravno utjecati na vodljivost materijala. Ako se prekorači maksimalna radna temperatura, performanse uređaja mogu se promijeniti.
Uklonite toplinu iz izvora:
Uređaji s fiksnom unutarnjom potrošnjom energije i pragovima temperature okoline, poput većine uređaja za pretvorbu energije i IC-ova, temperatura površine kućišta ovisi o unutarnjem toplinskom otporu i učinkovitosti prijenosa topline. Unutarnji toplinski otpor opisuje učinkovitost prijenosa topline od izvora topline do površine uređaja. Međutim, kada većina ljudi razmišlja o upravljanju toplinom, pomislit će na učinkovitost prijenosa topline s uređaja na okoliš, konvektivni, konduktivni ili zračeći prijenos topline. Te su metode obično pasivni izmjenjivači topline, ventilatori, sustavi tekućeg hlađenja, toplinske cijevi i hladnjaki.
Najbolji način za održavanje dobre temperature ljuske je izravna promjena unutarnjeg toplinskog otpora opreme i učinkovitosti odvođenja topline u okolni okoliš. Savršeni uređaj za upravljanje toplinom ima nulti toplinski otpor i beskonačno rasipanje topline. Međutim, budući da su uređaji izrađeni od materijala iz stvarnog svijeta, svaki materijal ima svoje jedinstvene karakteristike toplinske otpornosti i niti jedan sustav ne može savršeno prenositi toplinu, dizajneri sustava moraju pokušati optimizirati toplinske performanse svakog ključnog uređaja od rane faze dizajna.
Fiksna varijabla:
Kao što znamo, različiti parametri aplikacije obično su fiksni, tako da dizajn treba razviti kako bi zadovoljio te zahtjeve. U nekim slučajevima, učinkovitost uređaja, temperatura okoline i mehanizam prijenosa topline sustava ovise o konačnoj primjeni. U mnogim slučajevima, ako uređaj želi postići prihvatljive radne uvjete i nisku temperaturu kućišta, jedini način je poboljšati unutarnji toplinski dizajn i odabrati uređaj s niskim unutarnjim toplinskim otporom.
