مقاومت حرارتی دستگاه الکتریکی

همانطور که تجهیزات قدرتمندتر و فشرده تر می شوند، مهندسان در صنایع مختلف تلاش های بی وقفه ای در مدیریت حرارتی محصولات الکترونیکی انجام داده اند. اگرچه راه‌حل‌های خلاقانه زیادی وجود دارند که می‌توانند انرژی گرمایی را از طریق دستگاه‌های رسانش گرما با دمای بالا مانند فن‌ها، خنک‌کننده‌های مایع و لوله‌های رسانش گرما از بین ببرند، اما خود دستگاه نیز پیشرفت زیادی در بهینه‌سازی عملکرد حرارتی داشته است.

دمای کار：

هنگام طراحی محصولات نهایی مانند تجهیزات IOT، ابزارهای پزشکی یا دستگاه‌های حسگر صنعتی، تقریباً هر دستگاه حداکثر دمای عملیاتی محیط را به عنوان پارامتر می‌گیرد. حداکثر دمای محیط توسط سازنده دستگاه تنظیم می شود تا اطمینان حاصل شود که عملکرد تجهیزات به استاندارد قابل قبولی می رسد و به ویژگی های فیزیکی آسیب نمی رسد. به عنوان مثال، برخی از ترانزیستورهای سوئیچینگ می توانند بارهای توان بسیار بالایی را تحمل کنند، اما اتصالات نیمه هادی داخلی آنها در صورت قرار گرفتن در معرض دمای بسیار زیاد محیط ذوب می شود. علاوه بر این، دما به طور مستقیم بر رسانایی مواد تأثیر می گذارد. اگر از حداکثر دمای عملیاتی فراتر رود، ممکن است عملکرد دستگاه تغییر کند.

حرارت را از منبع خارج کنید:

دستگاه هایی با مصرف برق داخلی ثابت و آستانه دمای محیط، مانند اکثر دستگاه های تبدیل توان و آی سی ها، دمای سطح محفظه به مقاومت حرارتی داخلی و راندمان انتقال حرارت بستگی دارد. مقاومت حرارتی داخلی کارایی انتقال حرارت از منبع گرما به سطح دستگاه را توصیف می کند. با این حال، هنگامی که بیشتر مردم به مدیریت گرما فکر می کنند، به کارایی انتقال حرارت از دستگاه ها به محیط، انتقال حرارت همرفتی، رسانا یا تابشی فکر می کنند. این روش ها معمولاً مبدل های حرارتی غیرفعال، فن ها، سیستم های خنک کننده مایع، لوله های حرارتی و هیت سینک ها هستند.

بهترین راه برای حفظ دمای پوسته خوب، تغییر مستقیم مقاومت حرارتی داخلی تجهیزات و راندمان اتلاف گرما به محیط اطراف است. یک دستگاه مدیریت حرارتی عالی دارای مقاومت حرارتی صفر و اتلاف حرارت بی نهایت است. با این حال، از آنجایی که دستگاه ها از مواد دنیای واقعی ساخته شده اند، هر ماده ویژگی های مقاومت حرارتی منحصر به فرد خود را دارد و هیچ سیستمی نمی تواند گرما را به طور کامل منتقل کند، طراحان سیستم باید تلاش کنند تا عملکرد حرارتی هر دستگاه کلیدی را از مراحل اولیه طراحی بهینه کنند.

متغیر ثابت:

همانطور که می دانیم، پارامترهای مختلف برنامه معمولاً ثابت هستند، بنابراین طراحی باید برای برآورده کردن این الزامات توسعه یابد. در برخی موارد کارایی دستگاه، دمای محیط و مکانیسم انتقال حرارت سیستم به کاربرد نهایی بستگی دارد. در بسیاری از موارد، اگر قرار است دستگاه به شرایط عملیاتی قابل قبول و دمای بدنه پایین دست یابد، تنها راه، بهبود طراحی حرارتی داخلی و انتخاب دستگاهی با مقاومت حرارتی داخلی پایین است.