Wärmewiderstand des elektrischen Geräts
Da die Geräte immer leistungsfähiger und kompakter werden, haben Ingenieure in verschiedenen Branchen unermüdliche Anstrengungen beim Wärmemanagement elektronischer Produkte unternommen. Zwar gibt es viele kreative Lösungen, die durch Hochtemperatur-Wärmeleitgeräte wie Lüfter, Flüssigkeitskühler und Wärmeleitrohre Wärmeenergie abführen können, aber auch das Gerät selbst hat viele Fortschritte gemacht, um die Wärmeleistung grundlegend zu optimieren.
Arbeitstemperatur:
Bei der Entwicklung von Endprodukten wie IOT-Geräten, medizinischen Werkzeugen oder industriellen Sensorgeräten nimmt fast jedes Gerät die maximale Umgebungstemperatur 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 Leistungsbelastungen standhalten, aber ihre internen Halbleiterübergänge schmelzen, wenn sie einer zu hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt werden. Außerdem beeinflusst die Temperatur direkt die Leitfähigkeit des Materials. Bei Überschreitung der maximalen Betriebstemperatur kann die Leistung des Gerätes verändert werden.
Entfernen Sie die Hitze von der Quelle:
Bei Geräten mit festen internen Leistungsaufnahme- und Umgebungstemperaturgrenzwerten, wie bei den meisten Leistungswandlern und ICs, hängt die Oberflächentemperatur des Gehäuses vom internen Wärmewiderstand und der Effizienz der Wärmeübertragung ab. Der innere Wärmewiderstand beschreibt die Effizienz der Wärmeübertragung von der Wärmequelle zur Geräteoberfläche. Wenn man jedoch an Wärmemanagement denkt, denken die meisten an die Effizienz der Wärmeübertragung von Geräten an die Umgebung, konvektive, konduktive oder strahlende Wärmeübertragung. Diese Methoden sind in der Regel passive Wärmetauscher, Lüfter, Flüssigkeitskühlsysteme, Heatpipes und Kühlkörper.
Der beste Weg, um eine gute Gehäusetemperatur aufrechtzuerhalten, besteht darin, den internen Wärmewiderstand des Geräts und die Effizienz der Wärmeableitung an die Umgebung direkt zu ändern. Ein perfektes Wärmemanagementgerät hat keinen Wärmewiderstand und eine unendliche Wärmeableitung. Da Geräte jedoch aus realen Materialien bestehen, jedes Material seine eigenen einzigartigen Wärmewiderstandseigenschaften hat und kein System die Wärme perfekt übertragen kann, müssen Systemdesigner versuchen, die Wärmeleistung jedes wichtigen Geräts von der frühen Entwicklungsphase an zu optimieren.
Feste Variable:
Wie wir wissen, sind die verschiedenen Parameter der Anwendung in der Regel festgelegt, daher muss das Design entwickelt werden, um diese Anforderungen zu erfüllen. 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, bleibt in vielen Fällen die einzige Möglichkeit, das interne thermische Design zu verbessern und das Gerät mit niedrigem internen thermischen Widerstand zu wählen.
