طراحی ساختاری حرارتی تجهیزات الکترونیکی
الزامات تجهیزات الکترونیکی مدرن برای شاخص عملکرد، قابلیت اطمینان و چگالی توان به طور مداوم در حال بهبود است. بنابراین، طراحی حرارتی تجهیزات الکترونیکی روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند. در فرآیند طراحی تجهیزات الکترونیکی، دستگاه های قدرت از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند و وضعیت کار آنها بر قابلیت اطمینان کل دستگاه تأثیر می گذارد. با توجه به افزایش مداوم تولید گرما در دستگاه های پرقدرت، اتلاف گرما از طریق پوسته بسته بندی نمی تواند تقاضای اتلاف گرما را برآورده کند، لازم است روش های اتلاف گرما و سرمایش به طور منطقی انتخاب شود تا اتلاف گرما موثر، کنترل شود. دمای قطعات الکترونیکی کمتر از مقدار مشخص شده است و کانال هدایت گرما بین منبع گرما و محیط خارجی را درک کنید تا از صادرات صاف گرما اطمینان حاصل شود.
طراحی برد PCB:
از آنجایی که برای تجهیزات الکترونیکی سخت است که گرما را با همرفت و تابش دفع کنند، اتلاف گرما عمدتاً از طریق رسانایی قابل تحقق است. به منظور کوتاه کردن مسیر هدایت و تحقق طرح معقول، باید در فرآیند طراحی، دستگاه های گرمایشی در بدنه نصب شوند. اتصال PCB از طریق سوکت انجام می شود، به طوری که برای کاهش کابل اتصال، تسهیل جریان هوا و تحقق حداقل مقاومت حرارتی و کوتاه ترین مسیر اتلاف گرما، از گردش گرما در جعبه جلوگیری شود.
طراحی صفحه حرارتی:
برخی از دستگاه ها در TGA و PLCC با چهار پین بسته بندی می شوند. به عنوان مثال، عنصر خنک کننده اصلی CPU است، بنابراین باید از اقدامات موثر اتلاف گرما استفاده شود. در این زمان می توان سوراخ های مربعی را در صفحه رسانش گرما باز کرد تا جای خود را به دستگاه بدهد و یک صفحه کوچک هدایت گرما را در بالای دستگاه فشار دهید تا گرما را به صفحه حرارتی PCB هدایت کند.
برای اینکه صفحه حرارتی کوچک در تماس خوبی با دستگاه و صفحه حرارتی PCB باشد و راندمان هدایت گرما را بهبود بخشد، گریس حرارتی عایق یا صفحه لاستیکی عایق حرارتی عایق را روی سطح تماس قرار دهید تا پایان دستگاه در تماس نزدیک با صفحه حرارتی PCB برای اینکه صفحه در انتهای دیگر در تماس نزدیک با دیواره شاسی باشد، صفحه حرارتی PCB و دیوار شاسی با یک ساختار پرس گوه ای شکل به هم متصل می شوند. از این ساختار می توان در بردهای PCB با رادیاتور متمرکز و قدرت اتلاف حرارت بالا استفاده کرد.
طراحی هیت سینک خنک کننده:
در فرآیند طراحی هیت سینک، فشار باد ساختاری، هزینه، فناوری پردازش، راندمان اتلاف حرارت و سایر شرایط تجهیزات الکترونیکی باید به طور کامل در نظر گرفته شود. پره های هیت سینک باید نازک باشند، اما منجر به مشکلاتی در فرآیند پردازش می شوند. کاهش فاصله بین دنده ها باعث افزایش سطح اتلاف گرما می شود، اما مقاومت باد را افزایش می دهد و بر اتلاف گرما تأثیر می گذارد. افزایش ارتفاع دنده ها می تواند ناحیه اتلاف گرما را افزایش دهد، این امر اتلاف گرما را افزایش می دهد. اما برای دنده های مستقیم با سطح مقطع مساوی، پس از افزایش ارتفاع دنده تا حد معینی، انتقال حرارت افزایش نمی یابد. در صورت ادامه افزایش ارتفاع دنده، راندمان دنده کاهش می یابد و مقاومت در برابر باد افزایش می یابد.
در فرآیند تحقق طراحی حرارتی قطعات الکترونیکی و ساختار تجهیزات، لازم است حالت انتقال حرارت قطعات و تجهیزات الکتریکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد و محیط حرارتی و سایر عوامل اجزای الکتریکی در نظر گرفته شود. بر اساس پارامترهای مربوطه این طرح، طراحی حرارتی در نهایت با استفاده از روش های مناسب محقق می شود. از طریق تأیید شبیه سازی، عملکرد کاری این تجهیزات پایدار است و می تواند نیازهای کاربران را برای اطمینان بالای تجهیزات برآورده کند.
