So reduzieren Sie den Wärmewiderstand eines elektrischen Geräts
Da die Geräte immer leistungsfähiger und kompakter werden, haben Ingenieure in verschiedenen Branchen unermüdliche Anstrengungen unternommen, um das Wärmemanagement elektronischer Produkte zu verbessern. Obwohl es viele kreative Lösungen gibt, die Wärmeenergie durch Hochtemperatur-Wärmeleitungsgeräte wie Lüfter, Flüssigkeitskühler und Wärmeleitungsrohre abführen können, wurden auch beim Gerät selbst große Fortschritte gemacht, um die thermische Leistung grundlegend zu optimieren.
Arbeitstemperatur:
Bei der Entwicklung von Endprodukten wie IOT-Geräten, medizinischen Werkzeugen oder industriellen Sensorgeräten berücksichtigt fast jedes Gerät die maximale Umgebungsbetriebstemperatur als Parameter. Die maximale Umgebungstemperatur wird vom Hersteller des Geräts festgelegt, um sicherzustellen, dass die Leistung des Geräts einen akzeptablen Standard erreicht und die physikalischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Einige Schalttransistoren können beispielsweise sehr hohen Leistungslasten standhalten, ihre internen Halbleiterverbindungen schmelzen jedoch, wenn sie einer zu hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt werden. Darüber hinaus beeinflusst die Temperatur direkt die Leitfähigkeit des Materials. Bei Überschreitung der maximalen Betriebstemperatur kann es zu einer Leistungsveränderung des Gerätes kommen.
Wärme von der Quelle entfernen:
Bei Geräten mit festen internen Stromverbrauchs- und Umgebungstemperaturschwellenwerten, wie den meisten Leistungsumwandlungsgeräten und ICs, hängt die Oberflächentemperatur des Gehäuses vom internen Wärmewiderstand und der Effizienz der Wärmeübertragung ab. Der interne Wärmewiderstand beschreibt die Effizienz der Wärmeübertragung von der Wärmequelle zur Geräteoberfläche. Wenn die meisten Menschen jedoch an Wärmemanagement denken, denken sie zunächst an die Effizienz der Wärmeübertragung von Geräten an die Umgebung, sei es durch konvektive, konduktive oder strahlende Wärmeübertragung. Bei diesen Methoden handelt es sich in der Regel um passive Wärmetauscher, Lüfter, Flüssigkeitskühlsysteme, Wärmerohre und Kühlkörper.
Der beste Weg, eine gute Gehäusetemperatur aufrechtzuerhalten, besteht darin, den inneren Wärmewiderstand der Ausrüstung und die Effizienz der Wärmeableitung an die Umgebung direkt zu verändern. Ein perfektes Wärmemanagementgerät hat keinen Wärmewiderstand und eine unbegrenzte Wärmeableitung. Da Geräte jedoch aus realen Materialien bestehen, jedes Material seine eigenen, einzigartigen Wärmewiderstandseigenschaften aufweist und kein System Wärme perfekt übertragen kann, müssen Systementwickler versuchen, die Wärmeleistung jedes wichtigen Geräts bereits in der frühen Entwurfsphase zu optimieren.
Feste Variable:
Wie wir wissen, sind die verschiedenen Parameter der Anwendung normalerweise festgelegt, sodass das Design so entwickelt werden muss, dass es diese Anforderungen erfüllt. In einigen Fällen hängen die Effizienz des Geräts, die Umgebungstemperatur und der Wärmeübertragungsmechanismus des Systems von der endgültigen Anwendung ab. Wenn das Gerät akzeptable Betriebsbedingungen und eine niedrige Gehäusetemperatur erreichen soll, besteht in vielen Fällen die einzige Möglichkeit darin, das interne thermische Design zu verbessern und das Gerät mit niedrigem internen Wärmewiderstand auszuwählen.
