Kuidas valida jahutusradiaatorit?
Teaduse ja tehnoloogia arenguga suureneb mikroelektroonika komponentide võimsuse hajumine ja pakendi suurus muutub järjest väiksemaks. Seetõttu muutub soojusjuhtimine elektroonikatoodete disainis üha olulisemaks.
Elektroonikaseadmete töökindlus ja projekteeritud eluiga on pöördvõrdelised töötemperatuuriga. Tüüpilise räni pooljuhtseadme töökindluse ja töötemperatuuri seisukohast suurendab töötemperatuuri alandamine plahvatuslikult seadme töökindlust ja tööiga. Seetõttu tagab seadme töötemperatuuri tõhus kontrollimine piirides selle pikaajalise stabiilse töö tagatiseks.
Jahutusradiaator on seade, mis suurendab soojusülekannet kuumast otsast külma otsa. Üldiselt on kuum ots seadme ülemine osa, mis toodab soojust, ja külm ots on soojust hajutava keskkonnana olev õhk. Järgnev arutelu eeldab, et õhk on jahutuskeskkond. Enamasti on soojusülekanne tahkelt pinnalt õhku kõige vähem efektiivsem lüli kogu soojusülekandesüsteemis ning tahke-gaasi kontaktpind on ühtlasi ka kõige suurema soojustakistusega koht. Jahutusradiaator vähendab tahke-auru kontaktpinna soojustakistust, suurendades kontaktpinda jahutusainega, mis võimaldab seadmel sama temperatuuritõusu korral rohkem soojust üle kanda või seadme töötemperatuuri alandada. Jahutusradiaatori kasutamise peamine eesmärk on muuta seadme töötemperatuur madalamaks kui tootja poolt määratud indikaator.
Soojustsükkel (sõnasõnaline tõlge on see pealkiri, kuid tegelikult on see soojustakistuse võrgu meetod, mida me sageli ütleme, või soojusvõrgu meetod/elektrivõrgu meetod, edaspidi soojustakistuse võrgu meetod) Enne arutlemist, kuidas valida jahutusradiaator, et lugejad, kes ei tunne soojusjuhtivust, saaksid aruteluteemast kiiresti aru, selgitage esmalt järgnevas arutelus kasutatavat terminoloogiat ja soojustakistusvõrgu rajamise meetodit. Sümbolite ja terminite määratlused on järgmised:
K: Koguvõimsus või soojuse tootmise kiirus (tuleb tõlkida hajutatud võimsuseks), ühik W, tähistab elektroonikakomponentide töötamise ajal tekitatud soojuse kiirust. Sobiva jahutusradiaatori valimiseks kasutatakse tavaliselt hajutatud võimsuse maksimaalset väärtust.
Tj: ristmiku temperatuur (tavaliselt peaks see viitama ristmiku temperatuurile ja originaalteksti kirjeldus on maksimaalne ristmiku temperatuur, et seade saaks stabiilselt töötada), °C.
Maksimaalne lubatud ristmiku temperatuur on tavaliste mikroelektrooniliste komponentide puhul 115°C kuni mõnede spetsiaalsete temperatuurireguleerimisseadmete puhul 180°C. Sõjaväes ja mõnel erijuhtumil kasutatakse komponente töötemperatuuriga 65°C kuni 80°C harva. (Originaaltekst ei näita töötemperatuuri, et mitte segadust tekitada, on tõlge spetsiaalselt üle vaadatud).
Tc: seadme korpuse temperatuur, °C.
Kuna korpuse temperatuur on seotud pakendi kestal valitud katsepunktiga (elektroonikakomponentide pakendi pinna temperatuur ei ole ühtlane), viitab see tavaliselt pakendi kesta kõrgeimale temperatuuripunktile.
Ts: jahutusradiaatori temperatuur, °C.
See viitab kõrgeimale temperatuuripunktile, kus jahutusradiaator on seadme lähedal (pakendi kesta pind).
Ta: ümbritseva õhu temperatuur, °C.
Temperatuurierinevuse (algne tekst on temperatuur) ja soojusülekande kiiruse (originaaltekst on soojuse hajumise kiirus) vahelise seose kaudu saab soojusstruktuuri kahe positsiooni vahelise soojusülekande efektiivsust kvantitatiivselt väljendada soojustakistus R. Takistuse R määratlus on järgmine:
R=ΔT/Q Kus ΔT on temperatuuride erinevus kahe positsiooni vahel. Soojustakistuse ühik on °C/W, mis tähistab temperatuuri erinevust soojuse ühikukiiruse ülekandmisel. Soojustakistuse määratlus on mõnevõrra sarnane takistusega Re, mis on määratletud Ohmi' seadusega Re=ΔV/I. Kus ΔV on potentsiaalide erinevus ja I on vool.
