Thermisch beheer van de voeding
De voeding genereert tijdens bedrijf warmte en de continue temperatuurstijging zal prestatieveranderingen veroorzaken, wat uiteindelijk kan leiden tot systeemstoringen; Bovendien zal warmte ook de levensduur van componenten verkorten en de betrouwbaarheid op lange termijn beïnvloeden. Daarom omvat energiebeheer ook thermisch beheer.
Thermal management volgt de basisprincipes van de natuurkunde. Er zijn drie manieren van warmtegeleiding: straling, geleiding en convectie. Voor de meeste elektronische systemen is de vereiste koeling om de warmte door geleiding de warmtebron te laten verlaten en vervolgens door convectie naar andere plaatsen te transporteren.
Bij thermisch ontwerp is het noodzakelijk om verschillende hardware voor thermisch beheer te combineren om de vereiste geleiding en convectie effectief te realiseren. Er zijn drie meest gebruikte stralingselementen: koellichaam, warmtepijp en ventilator. heatsink en heat pipe zijn passieve koelsystemen zonder voeding, terwijl ventilator een actief geforceerd luchtkoelsysteem is.
Koellichaam oplossing:
Het koellichaam is een structuur van aluminium of koper, die door geleiding warmte van de warmtebron kan verkrijgen en de warmte kan afgeven aan de luchtstroom (in sommige gevallen aan water of andere vloeistoffen) om convectie te realiseren. Er zijn vele soorten heatsinks, zoals stamping sink, extrusie heatsink, skived fin heatsink, folder fin heatsink, soldeer fin heatsink, etc.
Het koellichaam heeft geen bewegende delen, lagere bedrijfskosten, lage storingsmodus. Zodra de radiator is aangesloten op de warmtebron, zal naarmate de warme lucht stijgt, op natuurlijke wijze convectie optreden, die begint en doorgaat met het vormen van een luchtstroom. Maar het koellichaam dat grote warmte overdraagt, heeft een groot volume, zal hoge kosten en een zwaar gewicht hebben en moet correct worden geplaatst, wat de fysieke lay-out van de printplaat zal beïnvloeden of beperken.
HeatPipe-oplossing:
De warmtebron zet de werkvloeistof om in stoom in de warmtepijp en de stoom brengt warmte over naar het koudere uiteinde van de warmtepijp. Aan dit uiteinde condenseert de damp tot een vloeistof en geeft warmte af, terwijl de vloeistof terugkeert naar het warmere uiteinde. Het overgangsproces van de gas-vloeistofmorfologie is continu en wordt alleen aangedreven door het temperatuurverschil tussen het koude uiteinde en het hete uiteinde. Het aansluiten van een koellichaam of ander koelapparaat aan het koude uiteinde kan het warmteafvoerprobleem van lokale hotspots met geblokkeerde luchtstroom oplossen.
Ventilator oplossing:
In veel gevallen, vooral wanneer het luchtstroompad gekromd, verticaal of geblokkeerd is, zijn ze meestal de enige manier om voldoende luchtstroom te verkrijgen. De belangrijkste parameter die de ventilatorcapaciteit definieert, is de eenheidslengte of de eenheidsvolumestroom van lucht per minuut. De fysieke grootte is echter een probleem: een grote ventilator met lage snelheid kan dezelfde luchtstroom produceren als een kleine ventilator met hoge snelheid, dus er is een afweging tussen grootte en snelheid. Gecombineerd met een koellichaammodule zal in veel toepassingen altijd goede thermische prestaties worden geleverd.
Thermisch beheer kan de temperatuur van componenten en de interne omgeving in de voeding verlagen, de levensduur van producten verlengen en de betrouwbaarheid verbeteren. Het gaat om de afwegingen van grootte, kracht, efficiëntie, gewicht, betrouwbaarheid en kosten. De prioriteiten en beperkingen van het project moeten worden geëvalueerd bij het maken van het thermische ontwerp.
