Elektriseadme soojustakistus

Kuna seadmed muutuvad võimsamaks ja kompaktsemaks, on eri tööstusharude insenerid teinud lakkamatuid jõupingutusi elektroonikatoodete soojusjuhtimise osas. Kuigi on palju loomingulisi lahendusi, mis võivad soojusenergiat ära võtta kõrge temperatuuriga soojusjuhtivusseadmete, nagu ventilaatorid, vedelikjahutid ja soojusjuhtivustorud, kaudu, on ka seade ise teinud palju edusamme soojusliku jõudluse põhimõttelise optimeerimise nimel.

Töötemperatuur:

Lõpptoodete, nagu IOT-seadmete, meditsiinitööriistade või tööstuslike anduriseadmete projekteerimisel võtab peaaegu iga seade parameetrina maksimaalset ümbritseva töötemperatuuri. Maksimaalse ümbritseva õhu temperatuuri määrab seadme tootja tagamaks, et seadmete jõudlus saavutab vastuvõetava standardi ja füüsikalised omadused ei kahjustata. Näiteks võivad mõned lülitustransistorid taluda väga suuri võimsuskoormusi, kuid nende sisemised pooljuhtide ristmikud sulavad, kui need puutuvad kokku liiga kõrge välistemperatuuriga. Lisaks mõjutab temperatuur otseselt materjali juhtivust. Maksimaalse töötemperatuuri ületamisel võib seadme jõudlust muuta.

Eemaldage kuumus allikast:

Fikseeritud sisemise energiatarbimise ja ümbritseva keskkonna temperatuuri lävedega seadmete, nagu enamiku võimsuse muundamise seadmete ja IC-de puhul, sõltub korpuse pinnatemperatuur sisemisest soojustakistusest ja soojusülekande efektiivsusest. Sisemine soojustakistus kirjeldab soojusülekande efektiivsust soojusallikast seadme pinnale. Kui aga enamik inimesi mõtleb soojusjuhtimisele, siis mõtlevad nad seadmetelt keskkonda soojusülekande efektiivsusele, konvektiivsele, juhtivale või kiirgussoojusele. Need meetodid on tavaliselt passiivsed soojusvahetid, ventilaatorid, vedelikjahutussüsteemid, soojustorud ja radiaatorid.

Parim viis kesta hea temperatuuri hoidmiseks on seadmete sisemise soojustakistuse ja ümbritsevasse keskkonda soojuse hajumise efektiivsuse vahetu muutmine. Täiuslikul soojusjuhtimisseadmel on null soojustakistus ja lõpmatu soojuse hajumine. Kuna aga seadmed on valmistatud reaalsetest materjalidest, on igal materjalil oma ainulaadsed soojustakistuse omadused ja ükski süsteem ei suuda soojust ideaalselt edasi kanda, peavad süsteemidisainerid püüdma optimeerida iga võtmeseadme soojustõhusust juba projekteerimise alguses.

Fikseeritud muutuja:

Nagu me teame, on rakenduse erinevad parameetrid tavaliselt fikseeritud, seega tuleb nende nõuete täitmiseks disaini välja töötada. Mõnel juhul sõltuvad seadme efektiivsus, ümbritseva õhu temperatuur ja süsteemi soojusülekande mehhanism lõplikust rakendusest. Paljudel juhtudel, kui seade peab saavutama vastuvõetavad töötingimused ja madala korpuse temperatuuri, on ainus võimalus sisemist soojuslikku disaini parandada ja valida madala sisemise soojustakistusega seade.