Hoe een koellichaam kiezen?

Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie neemt de vermogensdissipatie van micro-elektronische componenten toe en wordt de verpakking steeds kleiner. Daarom wordt thermisch beheer steeds belangrijker bij het ontwerpen van elektronische producten.

De betrouwbaarheid en levensduur van elektronische apparatuur zijn omgekeerd evenredig met de bedrijfstemperatuur. Vanuit het perspectief van de betrouwbaarheid en bedrijfstemperatuur van een typisch silicium halfgeleiderapparaat, zal het verlagen van de bedrijfstemperatuur de betrouwbaarheid en de ontwerplevensduur van het apparaat exponentieel verhogen. Daarom is het effectief regelen van de werktemperatuur van de apparatuur binnen de limiet de garantie voor een stabiele werking op lange termijn.

Het koellichaam is een apparaat dat de warmteoverdracht van het warme naar het koude uiteinde verbetert. Over het algemeen is het hete uiteinde de bovenkant van het apparaat dat warmte genereert, en het koude uiteinde is de lucht in de omgeving als warmteafvoermedium. De volgende bespreking gaat ervan uit dat lucht het koelmedium is. In de meeste gevallen is de warmteoverdracht van het vaste oppervlak naar de lucht de minst efficiënte schakel in het hele warmteoverdrachtssysteem, en het vaste-gas contactoppervlak is ook de plaats met de grootste thermische weerstand. Het koellichaam vermindert de thermische weerstand van het vaste-damp-contactoppervlak door het contactoppervlak met het koelmedium te vergroten, waardoor het apparaat meer warmte kan overbrengen of de bedrijfstemperatuur van het apparaat kan verlagen bij dezelfde temperatuurstijging. Het belangrijkste doel van het gebruik van het koellichaam is om de bedrijfstemperatuur van het apparaat lager te maken dan de indicator die door de fabrikant is ingesteld.

Thermische cyclus (de letterlijke vertaling is deze titel, maar in feite is het de thermische weerstandsnetwerkmethode die we vaak zeggen, of de thermische netwerkmethode/elektrische netwerkmethode, hierna de thermische weerstandsnetwerkmethode genoemd) Voordat we bespreken hoe u een koellichaam, zodat lezers die niet bekend zijn met warmtegeleiding het onderwerp van discussie snel kunnen begrijpen, eerst de terminologie uitleggen die betrokken is bij de volgende discussie en de methode voor het opzetten van een thermisch weerstandsnetwerk. De definities van symbolen en termen zijn als volgt:

V: Het totale vermogen of de snelheid van warmteontwikkeling (moet worden vertaald als gedissipeerd vermogen), de eenheid W, vertegenwoordigt de warmtesnelheid die wordt gegenereerd door elektronische componenten tijdens bedrijf. Om een ​​geschikt koellichaam te selecteren, wordt meestal de maximale waarde van het gedissipeerde vermogen gebruikt.

Tj: Junctietemperatuur (meestal moet dit verwijzen naar de junctietemperatuur, en de beschrijving in de originele tekst is de maximale junctietemperatuur voor het apparaat om stabiel te werken), in °C.

De maximaal toegestane junctietemperatuur varieert van 115 °C voor gewone micro-elektronische componenten tot 180 °C voor sommige speciale apparaten voor temperatuurregeling. In het leger en bij sommige speciale gelegenheden worden componenten met een bedrijfstemperatuur van 65°C tot 80°C zelden gebruikt. (De originele tekst geeft de bedrijfstemperatuur niet aan, om geen verwarring te veroorzaken is de vertaling speciaal herzien).

Tc: De temperatuur van de behuizing van het apparaat, in °C.

Aangezien de temperatuur van de behuizing gerelateerd is aan het testpunt dat op de behuizing van de verpakking is geselecteerd (de temperatuur van het oppervlak van de behuizing van de elektronische componenten is niet uniform), verwijst dit meestal naar het hoogste temperatuurpunt op de schaal van de verpakking.

Ts: De temperatuur van het koellichaam, in °C.

Dit verwijst naar het hoogste temperatuurpunt waar het koellichaam zich dicht bij het apparaat bevindt (het oppervlak van de verpakking).

Ta: Omgevingstemperatuur, in °C.

Door de relatie tussen het temperatuurverschil (de originele tekst is temperatuur) en de snelheid van warmteoverdracht (de originele tekst is de snelheid van warmteafvoer), kan de efficiëntie van warmteoverdracht tussen twee posities van een thermische structuur kwantitatief worden uitgedrukt door de thermische weerstand R. De definitie van weerstand R is als volgt:

R=ΔT/Q Waarbij ΔT het temperatuurverschil tussen de twee posities is. De eenheid van thermische weerstand is °C/W, wat het temperatuurverschil weergeeft wanneer een eenheidssnelheid van warmte wordt overgedragen. De definitie van thermische weerstand is enigszins vergelijkbaar met de weerstand Re gedefinieerd door Ohm's wet Re=ΔV/I. Waar ΔV het potentiaalverschil is en I de stroom.