Diseño térmico de dispositivos eléctricos
En la actualidad, los componentes electrónicos se están desarrollando hacia la miniaturización, alta integración y alta eficiencia, lo que mejora efectivamente el rendimiento de los equipos electrónicos, y el tamaño de los equipos electrónicos también se está desarrollando hacia la miniaturización. Esto hace que el diseño térmico de los productos electrónicos sea más difícil. El equipo electrónico está compuesto por múltiples módulos unitarios. Cuando el equipo está encendido, estos componentes electrónicos generarán mucho calor y la temperatura dentro del equipo aumentará rápidamente. Si el calor no puede transmitirse y emitirse a tiempo, afectará gravemente el funcionamiento normal del equipo, e incluso lo dañará. Por lo tanto, el diseño de disipación de calor es una parte muy importante del diseño estructural de los equipos electrónicos.
Forma de transferencia de calor:
Generalmente, hay tres formas de conducción de calor: conducción, convección y radiación.
Selección del modo de refrigeración:
Debido a que el equipo electrónico tiene múltiples componentes electrónicos, la estructura del equipo también es compleja. Hay muchos modos internos de transferencia de calor de la estructura del equipo electrónico y, en muchos casos, muchos coexisten. Por lo tanto, se requieren los parámetros de los componentes electrónicos y el entorno de trabajo para seleccionar el método de disipación de calor. Los componentes electrónicos utilizados en un ambiente húmedo deben adoptar un diseño cerrado para disipar el calor. Para equipos electrónicos que no necesitan un diseño cerrado, se selecciona la disipación de calor natural como método de disipación de calor. Sin embargo, para equipos que generan mucho calor, es necesario promover la disipación de calor o usar refrigeración por aire forzado para disipar el calor.
Principalmente diseño térmico:
Enfriamiento de aire por convección natural: use la carcasa del equipo como radiador, fije el dispositivo de calefacción en la carcasa y transfiera directamente el calor al aire. El enfriamiento natural es más adecuado para dispositivos de calefacción de baja potencia.
Enfriamiento de aire por convección forzada: no solo es simple en diseño, sino también conveniente y económico de usar, y su uso es más extenso debido a su alta confiabilidad.
Refrigeración líquida: debido a su alta eficiencia y compacidad, se usa ampliamente para enfriar unidades electrónicas con alta fluidez térmica y se ha convertido en el foco de la investigación de diseño térmico. La refrigeración líquida puede ser monofásica o bifásica, incluyendo principalmente refrigeración directa o indirecta.
Enfriamiento TEC: sus ventajas son la ausencia de ruido y vibraciones, estructura compacta, operación y mantenimiento convenientes, sin refrigerante, y la capacidad de enfriamiento y la velocidad de enfriamiento se pueden ajustar cambiando la corriente. Se usa ampliamente en sistemas con temperatura y densidad de potencia constantes, y también se puede usar para enfriar dispositivos electrónicos superconductores de baja temperatura.
Refrigeración por microcanales:
En obleas o sustratos de silicio anisotrópico, el grabado anisotrópico se utiliza para crear canales a escala. Cuando el líquido fluye a través del canal de la escena, el líquido puede calentar o absorber directamente la energía térmica. En este momento, el líquido está en un estado muy desequilibrado y la energía de transferencia de calor es grande. Además, los experimentos muestran que incluso cuando el refrigerante fluye a través del microcanal en una sola fase, su efecto de enfriamiento es mucho mejor que el del uso de líquido hirviendo para enfriar.
En los últimos años se ha llevado a cabo una continua investigación relacionada con la tecnología de diseño térmico. Mientras se desarrollan continuamente varios materiales con alta conductividad térmica, el amplio uso de estos materiales mejorará en gran medida la tecnología actual de disipación de calor de los equipos electrónicos.
