Θερμικός σχεδιασμός Ηλεκτρικής Συσκευής
Επί του παρόντος, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα εξελίσσονται προς τη σμίκρυνση, την υψηλή ενοποίηση και την υψηλή απόδοση, γεγονός που βελτιώνει αποτελεσματικά την απόδοση του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, και το μέγεθος του ηλεκτρονικού εξοπλισμού εξελίσσεται επίσης προς τη σμίκρυνση. Αυτό κάνει πιο δύσκολο τον θερμικό σχεδιασμό ηλεκτρονικών προϊόντων. Ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός αποτελείται από πολλαπλές μονάδες μονάδας. Όταν ο εξοπλισμός είναι ενεργοποιημένος, αυτά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα θα παράγουν πολλή θερμότητα και η θερμοκρασία στο εσωτερικό του εξοπλισμού θα αυξηθεί γρήγορα. Εάν η θερμότητα δεν μπορεί να μεταδοθεί και να εκπέμπεται έγκαιρα, θα επηρεάσει σοβαρά την κανονική λειτουργία του εξοπλισμού, ακόμη και θα τον καταστρέψει. Επομένως, ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας είναι ένα πολύ σημαντικό μέρος του δομικού σχεδιασμού του ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Τρόπος μεταφοράς θερμότητας:
Γενικά, υπάρχουν τρεις μορφές αγωγιμότητας θερμότητας: αγωγιμότητα, συναγωγή και ακτινοβολία.
Επιλογή λειτουργίας ψύξης:
Επειδή ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός έχει πολλαπλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα, η δομή του εξοπλισμού είναι επίσης πολύπλοκη. Υπάρχουν πολλοί τρόποι εσωτερικής μεταφοράς θερμότητας της δομής του ηλεκτρονικού εξοπλισμού και σε πολλές περιπτώσεις συνυπάρχουν πολλοί. Επομένως, οι παράμετροι των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και του περιβάλλοντος εργασίας απαιτούνται για την επιλογή της μεθόδου απαγωγής θερμότητας. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε υγρό περιβάλλον πρέπει να υιοθετούν κλειστό σχεδιασμό για να διαχέουν τη θερμότητα. Για ηλεκτρονικό εξοπλισμό που δεν χρειάζεται κλειστό σχεδιασμό, η φυσική απαγωγή θερμότητας επιλέγεται ως μέθοδος απαγωγής θερμότητας. Ωστόσο, για εξοπλισμό που παράγει πολλή θερμότητα, είναι απαραίτητο να προωθηθεί η απαγωγή θερμότητας ή να χρησιμοποιηθεί εξαναγκασμένη ψύξη αέρα για τη διάχυση της θερμότητας.
Κυρίως Θερμικός Σχεδιασμός:
Φυσική ψύξη αέρα με μεταφορά: χρησιμοποιήστε το κέλυφος του εξοπλισμού ως καλοριφέρ, στερεώστε τη συσκευή θέρμανσης στο κέλυφος και μεταφέρετε απευθείας τη θερμότητα στον αέρα. Η φυσική ψύξη είναι πιο κατάλληλη για συσκευές θέρμανσης χαμηλής ισχύος.
Ψύξη αέρα με εξαναγκασμένη μεταφορά: δεν είναι μόνο απλό στο σχεδιασμό, αλλά και βολικό και οικονομικό στη χρήση και η χρήση του είναι πιο εκτεταμένη λόγω της υψηλής αξιοπιστίας του.
Υγρή ψύξη: λόγω της υψηλής απόδοσης και συμπαγούς του, χρησιμοποιείται ευρέως για την ψύξη ηλεκτρονικών μονάδων με υψηλή θερμική ρευστότητα και έχει γίνει το επίκεντρο της έρευνας θερμικού σχεδιασμού. Η υγρή ψύξη μπορεί να είναι μονοφασική ή διφασική, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της άμεσης ή έμμεσης ψύξης.
Ψύξη TEC: Τα πλεονεκτήματά του είναι χωρίς θόρυβο και κραδασμούς, συμπαγής δομή, βολική λειτουργία και συντήρηση, χωρίς ψυκτικό και η ικανότητα ψύξης και η ταχύτητα ψύξης μπορούν να ρυθμιστούν αλλάζοντας το ρεύμα. Χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα με σταθερή θερμοκρασία και πυκνότητα ισχύος και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ψύξη υπεραγώγιμων ηλεκτρονικών συσκευών χαμηλής θερμοκρασίας.
Ψύξη μικροκαναλιού:
Σε ανισότροπες γκοφρέτες πυριτίου ή υποστρώματα, χρησιμοποιείται ανισότροπη χάραξη για τη δημιουργία καναλιών κλίμακας. Όταν το υγρό ρέει μέσω του καναλιού σκηνής, το υγρό μπορεί να θερμάνει ή να απορροφήσει απευθείας θερμική ενέργεια. Αυτή τη στιγμή, το υγρό είναι σε πολύ μη ισορροπημένη κατάσταση και η ενέργεια μεταφοράς θερμότητας είναι μεγάλη. Επιπλέον, τα πειράματα δείχνουν ότι ακόμη και όταν το ψυκτικό υγρό ρέει μέσω του μικροκαναλιού σε μία φάση, το αποτέλεσμα ψύξης του είναι πολύ καλύτερο από αυτό της χρήσης υγρού βρασμού για ψύξη.
Τα τελευταία χρόνια, διεξάγεται συνεχής έρευνα σχετικά με την τεχνολογία θερμικού σχεδιασμού. Ενώ αναπτύσσονται συνεχώς διάφορα υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα, η ευρεία χρήση αυτών των υλικών θα βελτιώσει σημαντικά την τρέχουσα τεχνολογία απαγωγής θερμότητας του ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
