Термичен дизайн на електрическите устройства
Понастоящем електронните компоненти се развиват към миниатюризация, висока интеграция и висока ефективност, което ефективно подобрява производителността на електронното оборудване, а размерът на електронното оборудване също се развива към миниатюризация. Това прави термичния дизайн на електронните продукти по-труден. Електронното оборудване се състои от множество модули. Когато оборудването е включено, тези електронни компоненти ще генерират много топлина и температурата вътре в оборудването ще се повиши бързо. Ако топлината не може да бъде предадена и излъчена навреме, това сериозно ще засегне нормалната работа на оборудването и дори ще го повреди. Следователно дизайнът на разсейването на топлината е много важна част от структурния дизайн на електронното оборудване.
Начин на пренос на топлина:
Като цяло има три форми на топлопроводимост: проводимост, конвекция и излъчване.
Избор на режим на охлаждане:
Тъй като електронното оборудване има множество електронни компоненти, структурата на оборудването също е сложна. Има много вътрешни режими на пренос на топлина в структурата на електронното оборудване и в много случаи много от тях съществуват едновременно. Следователно параметрите на електронните компоненти и работната среда са необходими за избор на метода на разсейване на топлината. Електронните компоненти, използвани във влажна среда, трябва да имат затворен дизайн, за да разсейват топлината. За електронно оборудване, което не се нуждае от затворен дизайн, естественото разсейване на топлината е избрано като метод за разсейване на топлината, но за оборудване, което генерира много топлина, е необходимо да се насърчи разсейването на топлината или да се използва принудително въздушно охлаждане за разсейване на топлината.
Основно топлинен дизайн:
Естествено конвекционно охлаждане на въздуха: използвайте корпуса на оборудването като радиатор, фиксирайте нагревателното устройство върху корпуса и директно прехвърляйте топлината към въздуха. Естественото охлаждане е по-подходящо за отоплителни уреди с ниска мощност.
Охлаждане с принудителна конвекция на въздуха: той е не само прост като дизайн, но и удобен и икономичен за използване, а използването му е по-широко поради високата си надеждност.
Течно охлаждане: поради своята висока ефективност и компактност, то се използва широко за охлаждане на електронни модули с висока топлинна течливост и се превърна във фокуса на изследванията на топлинния дизайн. Течното охлаждане може да бъде еднофазно или двуфазно, включващо главно директно или индиректно охлаждане.
TEC Cooling: Предимствата му са без шум и вибрации, компактна структура, удобна работа и поддръжка, без хладилен агент, а капацитетът на охлаждане и скоростта на охлаждане могат да се регулират чрез промяна на тока. Той се използва широко в системи с постоянна температура и плътност на мощността и може да се използва и за охлаждане на нискотемпературни свръхпроводящи електронни устройства.
Микроканално охлаждане:
При анизотропни силициеви пластини или субстрати се използва анизотропно ецване за създаване на мащабни канали. Когато течността тече през канала на сцената, течността може да нагрява или директно да абсорбира топлинна енергия. По това време течността е в много небалансирано състояние и енергията за пренос на топлина е голяма. В допълнение, експериментите показват, че дори когато охлаждащата течност протича през микроканала в една фаза, нейният охлаждащ ефект е много по-добър от този при използване на кипене на течност за охлаждане.
През последните години се провеждат непрекъснати изследвания, свързани с технологията за топлинно проектиране. Докато непрекъснато разработваме няколко материала с висока топлопроводимост, широкото използване на тези материали ще подобри значително настоящата технология за разсейване на топлината на електронното оборудване.
