Toplinski otpor električnog uređaja
Kako oprema postaje snažnija i kompaktnija, inženjeri u različitim industrijama ulažu neprestane napore u upravljanje toplinom elektroničkih proizvoda. Iako postoje mnoga kreativna rješenja koja mogu oduzeti toplinsku energiju putem visokotemperaturnih uređaja za vođenje topline kao što su ventilatori, hladnjaci tekućine i cijevi za vodljivost topline, sam uređaj je također napravio mnogo napretka u temeljnoj optimizaciji toplinske izvedbe.
Radna temperatura:
Prilikom projektiranja krajnjih proizvoda poput IOT opreme, medicinskih alata ili industrijskih senzorskih uređaja, gotovo svaki uređaj kao parametar uzima maksimalnu radnu temperaturu okoline. Maksimalnu temperaturu okoline postavlja proizvođač uređaja kako bi se osiguralo da performanse opreme dosegnu prihvatljive standarde i da fizičke karakteristike nisu oštećene. Na primjer, neki sklopni tranzistori mogu izdržati vrlo velika opterećenja snage, ali će se njihovi unutarnji poluvodički spojevi otopiti ako su izloženi previsokoj temperaturi okoline. Osim toga, temperatura će izravno utjecati na vodljivost materijala. Ako je maksimalna radna temperatura prekoračena, performanse uređaja mogu se promijeniti.
Uklonite toplinu iz izvora:
Kod uređaja s fiksnom unutarnjom potrošnjom energije i pragovima temperature okoline, poput većine uređaja za pretvorbu energije i IC-a, 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, konvektivnog, vodljivog ili radijacijskog prijenosa topline. Ove metode su obično pasivni izmjenjivači topline, ventilatori, sustavi za hlađenje tekućinom, toplinske cijevi i hladnjaka.
Najbolji način za održavanje dobre temperature ljuske je izravna promjena unutarnjeg toplinskog otpora opreme i učinkovitosti odvođenja topline u okolni okoliš. Savršen uređaj za upravljanje toplinom ima nulti toplinski otpor i beskonačno rasipanje topline. Međutim, budući da su uređaji izrađeni od stvarnih materijala, svaki materijal ima svoje jedinstvene karakteristike toplinske otpornosti, a niti jedan sustav ne može savršeno prenijeti 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, pa je dizajn potrebno 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.
