Kako zmanjšati toplotni upor električne naprave
Ko postaja oprema zmogljivejša in kompaktnejša, si inženirji v različnih panogah neomajno prizadevajo za upravljanje toplote elektronskih izdelkov. Čeprav obstaja veliko ustvarjalnih rešitev, ki lahko odvzamejo toplotno energijo prek visokotemperaturnih naprav za toplotno prevodnost, kot so ventilatorji, hladilniki tekočin in cevi za toplotno prevodnost, je tudi sama naprava dosegla velik napredek pri temeljni optimizaciji toplotne učinkovitosti.
Delovna temperatura:
Pri načrtovanju končnih izdelkov, kot so oprema IOT, medicinska orodja ali industrijske senzorske naprave, skoraj vsaka naprava vzame kot parameter najvišjo delovno temperaturo okolja. Najvišjo temperaturo okolja nastavi proizvajalec naprave, da zagotovi, da zmogljivost opreme doseže sprejemljiv standard in fizične lastnosti niso poškodovane. Na primer, nekateri preklopni tranzistorji lahko prenesejo zelo visoke obremenitve moči, vendar se bodo njihovi notranji polprevodniški spoji stopili, če bodo izpostavljeni previsoki temperaturi okolja. Poleg tega bo temperatura neposredno vplivala na prevodnost materiala. Če je najvišja delovna temperatura presežena, se lahko delovanje naprave spremeni.
Odstranite toploto iz vira:
Pri napravah s fiksno notranjo porabo energije in mejnimi vrednostmi temperature okolja, tako kot pri večini naprav za pretvorbo moči in IC, je površinska temperatura ohišja odvisna od notranjega toplotnega upora in učinkovitosti prenosa toplote. Notranji toplotni upor opisuje učinkovitost prenosa toplote od vira toplote do površine naprave. Ko pa večina ljudi pomisli na upravljanje toplote, bo pomislila na učinkovitost prenosa toplote iz naprav v okolje, konvektivni, prevodni ali sevalni prenos toplote. Te metode so običajno pasivni toplotni izmenjevalniki, ventilatorji, tekočinski hladilni sistemi, toplotne cevi in hladilniki.
Najboljši način za vzdrževanje dobre temperature lupine je neposredno spreminjanje notranjega toplotnega upora opreme in učinkovitosti odvajanja toplote v okolico. Popolna naprava za upravljanje toplote ima ničelni toplotni upor in neskončno odvajanje toplote. Ker pa so naprave narejene iz resničnih materialov, ima vsak material svoje edinstvene lastnosti toplotne odpornosti in noben sistem ne more popolno prenašati toplote, morajo načrtovalci sistemov poskušati optimizirati toplotno učinkovitost vsake ključne naprave že v zgodnji fazi načrtovanja.
Fiksna spremenljivka:
Kot vemo, so različni parametri aplikacije običajno fiksni, zato je treba načrt razviti tako, da bo izpolnjeval te zahteve. V nekaterih primerih so učinkovitost naprave, temperatura okolja in mehanizem prenosa toplote sistema odvisni od končne uporabe. V mnogih primerih, če naj naprava doseže sprejemljive pogoje delovanja in nizko temperaturo ohišja, je edini način izboljšanje notranje toplotne zasnove in izbira naprave z nizko notranjo toplotno upornostjo.
