Elektrikli Cihaz termal tasarımı
Şu anda elektronik bileşenler, elektronik ekipmanın performansını etkin bir şekilde artıran minyatürleştirme, yüksek entegrasyon ve yüksek verimliliğe doğru gelişiyor ve elektronik ekipmanın boyutu da minyatürleşmeye doğru gelişiyor. Bu, elektronik ürünlerin termal tasarımını zorlaştırır. Elektronik ekipman, çoklu birim modüllerinden oluşur. Ekipman açıldığında, bu elektronik bileşenler çok fazla ısı üretecek ve ekipmanın içindeki sıcaklık hızla yükselecektir. Isı zamanında iletilemez ve yayılamazsa, ekipmanın normal çalışmasını ciddi şekilde etkiler ve hatta ona zarar verir. Bu nedenle, ısı dağılımı tasarımı, elektronik ekipmanın yapısal tasarımının çok önemli bir parçasıdır.
Isı transferinin yolu:
Genel olarak, ısı iletiminin üç şekli vardır: iletim, konveksiyon ve radyasyon.
Soğutma modu seçimi:
Elektronik ekipmanın birden fazla elektronik bileşeni olduğundan, ekipmanın yapısı da karmaşıktır. Elektronik ekipman yapısının birçok dahili ısı transfer modu vardır ve çoğu durumda birçoğu bir arada bulunur. Bu nedenle, ısı yayma yöntemini seçmek için elektronik bileşenlerin ve çalışma ortamının parametreleri gereklidir. Nemli bir ortamda kullanılan elektronik bileşenlerin, ısıyı dağıtmak için kapalı tasarımı benimsemesi gerekir. Kapalı tasarıma ihtiyaç duymayan elektronik ekipman için, ısı dağıtım yöntemi olarak doğal ısı dağılımı seçilir, ancak, çok fazla ısı üreten ekipman için, ısı dağılımını desteklemek veya ısıyı dağıtmak için cebri hava soğutma kullanmak gerekir.
Temelde Termal Tasarım:
Havanın doğal konveksiyon soğutması: ekipman kabuğunu radyatör olarak kullanın, ısıtma cihazını kabuğa sabitleyin ve ısıyı doğrudan havaya aktarın. Doğal soğutma, düşük güçlü ısıtma cihazları için daha uygundur.
Havanın cebri konveksiyon soğutması: sadece tasarımı basit değil, aynı zamanda kullanımı rahat ve ekonomiktir ve yüksek güvenilirliği nedeniyle kullanımı daha kapsamlıdır.
Sıvı soğutma: yüksek verimliliği ve kompaktlığı nedeniyle, yüksek termal akışkanlığa sahip elektronik birimleri soğutmak için yaygın olarak kullanılır ve termal tasarım araştırmalarının odak noktası haline gelmiştir. Sıvı soğutma, esas olarak doğrudan veya dolaylı soğutma dahil olmak üzere tek fazlı veya iki fazlı olabilir.
TEC Soğutma: Gürültü ve titreşim olmaması, kompakt yapı, rahat kullanım ve bakım, soğutucu akışkan olmaması ve akım değiştirilerek soğutma kapasitesi ve soğutma hızının ayarlanabilmesi avantajlarıdır. Sabit sıcaklık ve güç yoğunluğuna sahip sistemlerde yaygın olarak kullanılır ve düşük sıcaklıktaki süper iletken elektronik cihazları soğutmak için de kullanılabilir.
Mikrokanal Soğutma:
Anizotropik silikon gofretler veya substratlar üzerinde, ölçek kanalları oluşturmak için anizotropik dağlama kullanılır. Sıvı sahne kanalından aktığında, sıvı ısı enerjisini ısıtabilir veya doğrudan emebilir. Şu anda sıvı çok dengesiz bir durumda ve ısı transfer enerjisi büyük. Ek olarak, deneyler, soğutma sıvısının mikro kanaldan tek bir fazda aktığı zaman bile, soğutma etkisinin, soğutma için sıvı kaynatma kullanmaktan çok daha iyi olduğunu göstermektedir.
Son yıllarda termal tasarım teknolojisi ile ilgili sürekli araştırmalar yapılmaktadır. Sürekli olarak yüksek termal iletkenliğe sahip birkaç malzeme geliştirirken, bu malzemelerin yaygın kullanımı, elektronik ekipmanın mevcut ısı yayma teknolojisini büyük ölçüde geliştirecektir.
