Elektriseadme soojusdisain

Praegu arenevad elektroonilised komponendid miniaturiseerimise, kõrge integreerituse ja kõrge efektiivsuse suunas, mis parandab tõhusalt elektroonikaseadmete jõudlust, samuti areneb elektroonikaseadmete suurus miniaturiseerimise suunas. See muudab elektroonikatoodete termilise projekteerimise keerulisemaks. Elektroonikaseadmed koosnevad mitmest moodulist. Kui seade on sisse lülitatud, tekitavad need elektroonilised komponendid palju soojust ja temperatuur seadme sees tõuseb kiiresti. Kui soojust ei suudeta õigel ajal üle kanda ja eraldada, mõjutab see tõsiselt seadme normaalset tööd ja isegi kahjustab seda. Seetõttu on soojuse hajumise disain elektroonikaseadmete konstruktsiooni väga oluline osa.

Soojusülekande viis:

Üldiselt on soojusjuhtivuse kolm vormi: juhtivus, konvektsioon ja kiirgus.

Jahutusrežiimi valik:

Kuna elektroonikaseadmetel on mitu elektroonilist komponenti, on ka seadmete struktuur keeruline. Elektroonikaseadmete struktuuris on palju sisemisi soojusülekanderežiime ja paljudel juhtudel eksisteerivad paljud samaaegselt. Seetõttu on soojuse hajumise meetodi valimiseks vaja elektroonikakomponentide ja töökeskkonna parameetreid. Niiskes keskkonnas kasutatavad elektroonilised komponendid peavad soojuse hajutamiseks olema suletud. Elektroonikaseadmete puhul, mis ei vaja suletud konstruktsiooni, valitakse soojuse hajumise meetodiks loomulik soojuse hajumine, samas kui seadmete puhul, mis toodavad palju soojust, on vaja soodustada soojuse hajumist või kasutada soojuse hajutamiseks sundõhkjahutust.

Peamiselt soojusdisain:

Õhu loomulik konvektsioonjahutus: kasutage seadme kesta radiaatorina, kinnitage kütteseade kestale ja kandke soojus otse õhku. Madala võimsusega kütteseadmete jaoks sobib rohkem looduslik jahutus.

Õhu sundkonvektsioonjahutus: see pole mitte ainult lihtsa disainiga, vaid ka mugav ja ökonoomne kasutada ning selle kasutamine on selle kõrge töökindluse tõttu ulatuslikum.

Vedelikjahutus: selle kõrge efektiivsuse ja kompaktsuse tõttu kasutatakse seda laialdaselt suure termilise voolavusega elektroonikaseadmete jahutamiseks ning see on muutunud soojusdisaini uuringute keskmeks. Vedelikjahutus võib olla ühefaasiline või kahefaasiline, hõlmates peamiselt otsest või kaudset jahutamist.

TEC jahutus: selle eelised on müra ja vibratsiooni puudumine, kompaktne struktuur, mugav kasutamine ja hooldus, külmutusagensi puudumine ning jahutusvõimsust ja jahutuskiirust saab reguleerida voolu muutmisega. Seda kasutatakse laialdaselt püsiva temperatuuri ja võimsustihedusega süsteemides ning seda saab kasutada ka madala temperatuuriga ülijuhtivate elektroonikaseadmete jahutamiseks.

Mikrokanali jahutus:

Anisotroopsetel räniplaatidel või substraatidel kasutatakse mastaabikanalite loomiseks anisotroopset söövitamist. Kui vedelik voolab läbi stseenikanali, võib vedelik kuumeneda või soojusenergiat otse absorbeerida. Sel ajal on vedelik väga tasakaalustamata olekus ja soojusülekande energia on suur. Lisaks näitavad katsed, et isegi kui jahutusvedelik voolab läbi mikrokanali ühes faasis, on selle jahutav toime palju parem kui vedela keetmise kasutamisel jahutamiseks.

Viimastel aastatel on tehtud pidevaid soojusprojekteerimise tehnoloogiaga seotud uuringuid. Pidevalt arendades mitmeid kõrge soojusjuhtivusega materjale, parandab nende materjalide laialdane kasutamine oluliselt elektroonikaseadmete praegust soojuse hajumise tehnoloogiat.