Elektromos Eszköz termikus tervezése
Jelenleg az elektronikai alkatrészek a miniatürizálás, a magas integráció és a nagy hatékonyság irányába fejlődnek, ami hatékonyan javítja az elektronikai berendezések teljesítményét, és az elektronikai berendezések mérete is a miniatürizálás felé fejlődik. Ez megnehezíti az elektronikai termékek termikus tervezését. Az elektronikus berendezések több egységmodulból állnak. Amikor a berendezés be van kapcsolva, ezek az elektronikus alkatrészek sok hőt termelnek, és a berendezés belsejében a hőmérséklet gyorsan emelkedik. Ha a hőt nem lehet időben átadni és leadni, az súlyosan befolyásolja a berendezés normál működését, sőt károsítja azt. Ezért a hőelvezetés tervezése nagyon fontos része az elektronikus berendezések szerkezeti kialakításának.
A hőátadás módja:
A hővezetésnek általában három formája van: vezetés, konvekció és sugárzás.
Hűtési mód kiválasztása:
Mivel az elektronikus berendezéseknek több elektronikus alkatrésze van, a berendezés szerkezete is összetett. Az elektronikus berendezések szerkezetének számos belső hőátadási módja létezik, és sok esetben sok egymás mellett létezik. Ezért a hőelvezetési módszer kiválasztásához az elektronikus alkatrészek és a munkakörnyezet paraméterei szükségesek. A párás környezetben használt elektronikus alkatrészeknek zárt kialakítást kell alkalmazniuk a hő elvezetéséhez. Azoknál az elektronikus berendezéseknél, amelyek nem igényelnek zárt kialakítást, a természetes hőleadást választják hőelvezetési módszerként, azonban a sok hőt termelő berendezéseknél elő kell segíteni a hőleadást, vagy kényszerített léghűtést kell alkalmazni a hő elvezetésére.
Főleg termikus tervezés:
A levegő természetes konvekciós hűtése: használja a berendezés burkolatát radiátorként, rögzítse a fűtőberendezést a héjra, és közvetlenül adja át a hőt a levegőnek. A természetes hűtés alkalmasabb kis teljesítményű fűtőberendezésekhez.
Kényszerkonvekciós léghűtés: nemcsak egyszerű kialakítású, hanem kényelmes és gazdaságos a használata is, a nagy megbízhatósága miatt pedig szélesebb körű a felhasználása.
Folyadékhűtés: nagy hatékonysága és kompaktsága miatt széles körben használják nagy termikus folyékonyságú elektronikai egységek hűtésére, és a hőtervezési kutatások középpontjába került. A folyadékhűtés lehet egyfázisú vagy kétfázisú, főként közvetlen vagy közvetett hűtéssel.
TEC hűtés: Előnyei a zaj- és rezgésmentesség, a kompakt szerkezet, a kényelmes kezelés és karbantartás, a hűtőközeg hiánya, a hűtőteljesítmény és a hűtési sebesség az áramerősség változtatásával állítható. Széles körben alkalmazzák állandó hőmérsékletű és teljesítménysűrűségű rendszerekben, és alacsony hőmérsékletű szupravezető elektronikai eszközök hűtésére is használható.
Mikrocsatornás hűtés:
Anizotróp szilícium lapkákon vagy szubsztrátumokon anizotróp maratást alkalmaznak skálacsatornák létrehozására. Amikor a folyadék átfolyik a helyszíni csatornán, a folyadék felmelegíthet vagy közvetlenül elnyelheti a hőenergiát. Ebben az időben a folyadék nagyon kiegyensúlyozatlan állapotban van, és a hőátadási energia nagy. Ezenkívül a kísérletek azt mutatják, hogy még akkor is, ha a hűtőfolyadék egyetlen fázisban áramlik át a mikrocsatornán, annak hűtőhatása sokkal jobb, mint a folyadékforralás hűtése.
Az elmúlt években folyamatos kutatások folytak a hőtervezési technológiával kapcsolatban. Miközben számos, magas hővezető képességgel rendelkező anyagot folyamatosan fejlesztenek, ezeknek az anyagoknak a széles körű alkalmazása nagymértékben javítja az elektronikus berendezések jelenlegi hőelvezetési technológiáját.
