Hvordan man reducerer termisk modstand af elektrisk enhed

Efterhånden som udstyret bliver mere kraftfuldt og kompakt, har ingeniører i forskellige industrier gjort en utrættelig indsats i termisk styring af elektroniske produkter. Selvom der er mange kreative løsninger, der kan tage varmeenergien væk gennem højtemperatur varmeledningsenheder såsom ventilatorer, væskekølere og varmeledningsrør, har selve enheden også gjort store fremskridt for fundamentalt at optimere den termiske ydeevne.

Arbejdstemperatur:

Når man designer slutprodukter såsom IOT-udstyr, medicinske værktøjer eller industrielle sensorenheder, tager næsten hver enhed den maksimale omgivende driftstemperatur som en parameter. Den maksimale omgivende temperatur er indstillet af producenten af ​​enheden for at sikre, at udstyrets ydeevne når en acceptabel standard, og at de fysiske egenskaber ikke beskadiges. For eksempel kan nogle koblingstransistorer modstå meget høje effektbelastninger, men deres interne halvlederforbindelser vil smelte, hvis de udsættes for for høj omgivelsestemperatur. Derudover vil temperaturen direkte påvirke materialets ledningsevne. Hvis den maksimale driftstemperatur overskrides, kan enhedens ydeevne ændres.

Fjern varmen fra kilden:

Enheder med fast internt strømforbrug og omgivende temperaturtærskler, som de fleste strømkonverteringsenheder og IC'er, afhænger overfladetemperaturen af ​​huset af den interne termiske modstand og effektiviteten af ​​varmeoverførsel. Intern termisk modstand beskriver effektiviteten af ​​varmeoverførsel fra varmekilde til enhedsoverflade. Men når de fleste mennesker tænker på varmestyring, vil de tænke på effektiviteten af ​​varmeoverførsel fra enheder til miljøet, konvektiv, ledende eller strålevarmeoverførsel. Disse metoder er normalt passive varmevekslere, ventilatorer, væskekølesystemer, varmerør og køleplader.

Den bedste måde at opretholde en god skaltemperatur på er direkte at ændre udstyrets interne termiske modstand og effektiviteten af ​​varmeafledning til det omgivende miljø. En perfekt termisk styringsenhed har nul termisk modstand og uendelig varmeafledning. Men fordi enheder er lavet af materialer fra den virkelige verden, har hvert materiale sine egne unikke termiske modstandskarakteristika, og intet system kan overføre varme perfekt, systemdesignere skal forsøge at optimere den termiske ydeevne af hver nøgleenhed fra det tidlige designstadium.

Fast variabel:

Som vi ved, er de forskellige parametre i applikationen normalt faste, så designet skal udvikles til at opfylde disse krav. I nogle tilfælde afhænger enhedens effektivitet, den omgivende temperatur og systemets varmeoverførselsmekanisme af den endelige anvendelse. I mange tilfælde, hvis enheden skal opnå acceptable driftsforhold og lav hustemperatur, er den eneste måde at forbedre det interne termiske design og vælge enheden med lav intern termisk modstand.