Serje ta 'Teknoloġija ta' Ġestjoni Termali: Ġestjoni tat-Tkessiħ tal-Enerġija
Meta l-inġiniera elettriċi jsemmu t-terminu"ġestjoni tal-enerġija", ħafna nies jaħsbu dwar tubi MOS, konvertituri, transformers, eċċ.
Fil-fatt, il-ġestjoni tal-enerġija hija ħafna aktar minn hekk.
Il-provvista tal-enerġija se tiġġenera s-sħana meta tkun qed taħdem, u żieda kontinwa fit-temperatura tikkawża bidliet fil-prestazzjoni, li eventwalment jistgħu jwasslu għal fallimenti tas-sistema.
Barra minn hekk, is-sħana se tqassar il-ħajja tal-komponenti u taffettwa l-affidabbiltà fit-tul.
Għalhekk, il-ġestjoni tal-enerġija tinvolvi wkoll ġestjoni termali. Rigward il-ġestjoni termali, hemm żewġ opinjonijiet li jeħtieġ li jiġu mifhuma:
& quot;Mikro"|Problema
Komponent wieħed ikun iżżejjed minħabba ġenerazzjoni ta 'sħana eċċessiva, iżda t-temperatura tal-bqija tas-sistema u l-każ huwa fil-limitu.
& quot;Makro"|Problema
It-temperatura tas-sistema kollha hija għolja wisq minħabba l-akkumulazzjoni tas-sħana minn sorsi multipli tas-sħana.
L-inġinier jeħtieġ li jiddetermina kemm mill-kwistjonijiet ta 'ġestjoni termali huma mikro u makro, u l-grad ta' korrelazzjoni bejn it-tnejn.
Il-fehim sempliċi huwa li anki jekk iż-żieda fit-temperatura ta 'komponent li jiġġenera s-sħana taqbeż il-limitu permissibbli tagħha u tikkawża li s-sistema kollha tissaħħan, dan mhux bilfors ifisser li s-sistema kollha tissaħħan iżżejjed, iżda s-sħana żejda ġġenerata mill-komponent għandha tinħela.
Allura fejn tmur is-sħana?
Imxerrda f'post aktar kiesaħ, tista 'tkun il-parti biswit tas-sistema u x-chassis, jew tista' tkun barra mix-chassis (possibbli biss meta t-temperatura ta 'barra tkun aktar baxxa mit-temperatura interna).
Il-ġestjoni termali ssegwi l-prinċipji bażiċi tal-fiżika. Hemm tliet modi ta 'konduzzjoni tas-sħana: radjazzjoni, konduzzjoni u konvezzjoni.
Għall-biċċa l-kbira tas-sistemi elettroniċi, biex jinkiseb it-tkessiħ meħtieġ huwa li l-ewwel tħalli s-sħana tħalli s-sors tas-sħana permezz tal-konduzzjoni, u mbagħad tittrasferiha f'postijiet oħra b'konvezzjoni.
Meta twettaq disinn termali, huwa meħtieġ li tgħaqqad diversi ħardwer ta 'ġestjoni termali biex tikseb b'mod effettiv il-konduzzjoni u l-konvezzjoni meħtieġa.
Hemm tliet komponenti li jkessħu l-aktar użati b'mod komuni: radjaturi, pajpijiet tas-sħana u fannijiet.
Ir-radjatur u l-pajp tas-sħana huma sistemi ta 'tkessiħ passivi mingħajr provvista ta' enerġija, filwaqt li l-fann huwa sistema attiva ta 'tkessiħ bl-arja sfurzata.
Ir-radjatur huwa struttura tal-aluminju jew tar-ram li tista 'tikseb is-sħana minn sors tas-sħana permezz tal-konduzzjoni u tittrasferixxi s-sħana għall-fluss tal-arja (f'xi każijiet, għall-ilma jew likwidi oħra) biex tikseb konvezzjoni.
Il-bjar tas-sħana jiġu f'eluf ta 'daqsijiet u forom, minn xewk żgħar tal-metall stampati li jgħaqqdu transistor wieħed għal estrużjonijiet kbar b'ħafna xewk (swaba') li jistgħu jinterċettaw il-fluss tal-arja konvettiv u jittrasferixxu s-sħana lejh.
Ir-radjatur għandu l-vantaġġi li l-ebda partijiet li jiċċaqilqu, spejjeż operattivi, modi ta 'falliment, eċċ.
Ladarba r-radjatur ikun imqabbad mas-sors tas-sħana, hekk kif titla 'l-arja sħuna, il-konvezzjoni se sseħħ b'mod naturali, u b'hekk tibda u tkompli tifforma fluss ta' arja.
Għalkemm ir-radjatur huwa faċli biex jintuża, hemm xi żvantaġġi: 1. Ir-radjatur li jittrasmetti sħana kbira huwa kbir, għali, u tqil, u għandu jitqiegħed b'mod korrett, li jaffettwa jew jillimita t-tqassim fiżiku tal-bord taċ-ċirkwit;
2. Ix-xewk jistgħu jiġu mblukkati bit-trab fil-fluss ta 'l-arja, u tnaqqas l-effiċjenza;
3. Għandu jkun imqabbad b'mod korrett mas-sors tas-sħana sabiex is-sħana tkun tista 'tiċċirkola mis-sors tas-sħana għar-radjatur bla xkiel.
Fl-aħħarnett, l-immudellar irid isolvi żewġ problemi:
1. Il-problema tad-dissipazzjoni massima u medja. Pereżempju, komponent ta 'stat fiss b'dissipazzjoni termali kontinwa ta' 1W u apparat b'dissipazzjoni termali ta '10W iżda b'ċiklu ta' xogħol intermittenti ta '10% għandhom effetti termali differenti.
Jiġifieri, id-dissipazzjoni medja tas-sħana hija l-istess, u l-massa tas-sħana u l-fluss tas-sħana relatati se jipproduċu distribuzzjonijiet tas-sħana differenti. Ħafna applikazzjonijiet CFD jistgħu jgħaqqdu analiżi statika u dinamika.
2. Il-konnessjoni fiżika imperfetta bejn il-komponenti u l-wiċċ tal-mudell minjatura, bħall-konnessjoni fiżika bejn in-naħa ta 'fuq tal-pakkett IC u s-sink tas-sħana.
Jekk il-konnessjoni jkollha distanza żgħira, ir-reżistenza termali ta 'din il-mogħdija tiżdied, u huwa meħtieġ li timla l-wiċċ ta' kuntatt b'kuxxinett termali biex ittejjeb il-konduttività termali tal-mogħdija.
Il-ġestjoni termali tista 'tnaqqas it-temperatura tal-komponenti fil-provvista tal-enerġija u l-ambjent intern, li jistgħu jtawlu l-ħajja tal-prodott u jtejbu l-affidabbiltà.
Iżda l-ġestjoni termali hija kunċett integrat, jekk imqassam fid-dettalji, huwa suġġett enormi.
Dan jinvolvi l-kompromessi ta 'daqs, qawwa, effiċjenza, piż, affidabbiltà, u l-ispiża. Il-prijorità u r-restrizzjonijiet tal-proġett għandhom jiġu evalwati.
