مدیریت حرارتی دستگاه های پوشیدنی مانند VR/AR

لوازم الکترونیکی مصرفی به محصولات الکترونیکی اطلاق می شود که پیرامون کاربردهای مصرف کننده طراحی شده اند که ارتباط نزدیکی با زندگی، کار و سرگرمی دارند. ظهور محصولات الکترونیکی مصرفی یک تحول عظیم در زندگی روزمره است که راحتی و کیفیت زندگی مصرف کنندگان را تا حد زیادی بهبود می بخشد و جزء ضروری زندگی روزمره آنها می شود.
بر اساس توسعه مکرر فناوری تولید لوازم الکترونیکی مصرفی و رایج شدن برنامه های کاربردی اینترنت تلفن همراه، پایگاه کاربران محصولات الکترونیکی مصرفی همچنان در حال گسترش است. در حال حاضر، اگرچه بازار سنتی دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی که توسط تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها نشان داده می‌شود، به طور فزاینده‌ای اشباع شده و با سرعت کمتری در حال رشد است، به‌عنوان شاخه‌ای در حال ظهور از لوازم الکترونیکی مصرفی، محصولات الکترونیکی پوشیدنی هوشمند که توسط VR/AR ارائه می‌شوند، هنوز به طور مداوم در حال توسعه هستند.

ساختار کلی زنجیره صنعتی محصولات پوشیدنی هوشمند و لوازم الکترونیکی مصرفی اساساً سازگار است: بالادست تولید مواد خام و اجزاء است. تولید کنندگان میانی؛ پایین دست دستگاه های پوشیدنی هستند. در میان آنها، ساخت اجزای ساختاری میان‌دست و تولید ماژول‌های نوری پایین‌دست، کلید محصولات پوشیدنی هوشمند، با محتوای تکنولوژیکی بالا و سرمایه‌گذاری قابل توجه است. در عین حال، آنها همچنین رقابتی ترین و پرخطرترین مناطق در رقابت بین المللی هستند. در عین حال، با توسعه مداوم محصولات پوشیدنی هوشمند، الزامات بالاتری برای عملکرد اتلاف حرارت اجزای ساختاری مطرح شده است.

با توجه به اصول کار مختلف، مواد مدیریت حرارتی را می توان به دو نوع فعال (فعال) و غیرفعال (غیرفعال) تقسیم کرد. اجزای خنک کننده فعال معمولاً از اصل همرفت حرارتی برای دفع اجباری گرما از وسایل گرمایشی مانند فن ها، پمپ های لیوید در خنک کننده مایع و کمپرسورها در تبرید تغییر فاز استفاده می کنند. ویژگی اجزای هیت سینک خنک کننده فعال راندمان بالا است، اما نیاز به کمک منابع انرژی دیگر دارد. اتلاف گرمای غیرفعال عموماً از اصل هدایت گرما یا تشعشع استفاده می کند که عمدتاً به عناصر گرمایش یا پره ها برای خنک کردن متکی است. وسایل الکترونیکی مصرفی نازک و سبک مانند پایانه های موبایل و تبلت ها به دلیل محدودیت های فضایی داخلی به طور کلی مورد استفاده قرار می گیرند. روش اتلاف حرارت غیرفعال شامل فیلم اتلاف حرارت گرافیت، فیلم گرافن، لوله حرارتی و صفحه خیساندن است. برای انتقال موثر گرما، استفاده از مواد رابط حرارتی بین دستگاه های گرمایش و سرمایش اغلب مورد نیاز است، مانند لایه های لحیم کاری فلزی، سیلیکون رسانای حرارتی، خمیر رسانای حرارتی و غیره.

در سناریوهای کاربردی عملی، مواد و دستگاه های مدیریت حرارتی اغلب برای استفاده باید با هم ترکیب شوند. با در نظر گرفتن دستگاه های قدرت IGBT که به طور گسترده در وسایل نقلیه انرژی جدید مورد استفاده قرار می گیرند، مسیر انتقال حرارت تراشه به بیرون شامل لایه جوشکاری تراشه (فلز)، لایه تخته مدار سرامیکی DCB/AMB (شامل لایه زیرلایه سرامیکی و لایه پوشش مسی) است. ، لایه جوش سیستم (فلز)، بستر فلزی، مواد رابط (گریس سیلیکونی رسانای حرارتی)، و هیت سینک. در نهایت، هیت سینک و هوا انتقال حرارت همرفتی و تابشی را انجام می دهند، و مقاومت حرارتی در کل فرآیند هدایت وجود دارد، مقاومت حرارتی عامل اصلی موثر بر اتلاف حرارت ماژول های قدرت IGBT است.

برای افزایش اثر اتلاف حرارت، کاهش مقاومت حرارتی مهمترین روش است. با بهبود مستمر عملکرد تراشه، کوچک سازی دستگاه و نیازهای سبک وزن، نیازهای صنعت برای طراحی مدیریت حرارتی نیز به طور مداوم در حال افزایش است. محققان مدیریت حرارتی باید به طور انعطاف‌پذیر روش‌های مدیریت حرارتی غیرفعال فعال و همچنین ترتیب و ترکیب بسترها، سینک‌های حرارتی و مواد حرارتی رابط را اعمال کنند. به عنوان مثال، ماژول‌های IGBT را می‌توان با صفحات خیساندن، ماژول‌های ترموالکتریک و حتی ماژول‌های خنک‌کننده مایع ترکیب کرد تا اتلاف گرما بهتری حاصل شود.