Desafíos de diseño térmico de equipos militares
El entorno de trabajo de los equipos militares es complicado
Altitud, alta temperatura, baja temperatura, humedad, choque de temperatura, radiación térmica solar, vibración de choque, formación de hielo, varios entornos hostiles (hongos, desierto, polvo, hollín, etc.) tienen diferentes grados de influencia en su diseño térmico. Además de las complejas condiciones de contorno, el mayor desafío en la gestión térmica de productos electrónicos en la industria de defensa es el choque térmico a corto plazo.
Estos productos electrónicos a menudo están expuestos a un entorno térmico extremo. Supongamos que un avión de combate estacionado en el Mar Caribe ahora va a realizar una misión. La aeronave se encuentra al nivel del mar en este momento y la temperatura y la humedad son muy adecuadas. Cuando la aeronave despegue, estará en un entorno de gran altitud y temperatura por debajo del punto de congelación, y las condiciones límite de los productos electrónicos cambiarán en minutos o incluso segundos. Por lo tanto, los productos electrónicos de la aeronave deben poder funcionar en una amplia gama de temperaturas ambientales de trabajo.
La siguiente imagen muestra el papel del diseño térmico en un producto electrónico exitoso y el impacto del medio ambiente en él. Se puede ver que la altitud, alta temperatura, baja temperatura, humedad, choque de temperatura, radiación térmica solar, vibración de choque, formación de hielo y varios entornos hostiles (hongos, desierto, polvo, hollín, etc.) tienen diversos grados de influencia en diseño térmico.
Procese muchos datos y genere más calor
Debido a la naturaleza de las tareas militares, estos productos electrónicos inevitablemente harán que estos productos electrónicos realicen una mayor cantidad de procesamiento de datos y, al mismo tiempo, requieran velocidades de procesamiento de datos más rápidas, y el consumo de calor de los productos electrónicos aumentará drásticamente. Por lo tanto, las duras condiciones ambientales y el rápido aumento del consumo de calor de los chips hacen que la gestión térmica de los productos electrónicos en la industria de defensa se enfrente a enormes desafíos. La fiabilidad ligera y perfecta aumenta la dificultad del diseño térmico
Para los equipos electrónicos en la atmósfera o en el espacio exterior, el peso es un elemento muy importante. Cuanto más liviano sea el peso, más tiempo seguirá funcionando el producto y menor será el costo. Obviamente, debido a las características existentes de los aviones de combate, misiles, tanques, etc., los productos electrónicos se encuentran en un entorno térmico severo, por lo que la confiabilidad térmica de los productos electrónicos en la industria de defensa es un factor muy importante.
Diseño térmico de equipos militares.
Debido al elevado consumo de calor de los productos electrónicos militares y al duro entorno de trabajo, suelen presentar un mayor flujo de calor. Al igual que otros productos electrónicos, deben tener un buen sistema de enfriamiento, y se debe considerar el tamaño del espacio, el peso, el consumo de calor y el consumo de calor del equipo. Blindaje electromagnético y otros requisitos.
Los sistemas electrónicos normales tienden a diseñarse como gabinetes cerrados, y la mayoría de los productos electrónicos están aislados del sistema de enfriamiento tanto como sea posible. Imagínese un Hummer Mercedes-Benz en el desierto. Si los productos electrónicos no están sellados herméticamente, los diversos entornos de trabajo, como arena, escombros, etc., paralizarán los productos electrónicos.
En la actualidad, muchos ingenieros prefieren utilizar métodos de refrigeración híbridos para el diseño térmico de productos electrónicos. La mayoría de los chips electrónicos utilizan disipación de calor enfriada por aire, y los dispositivos de disipación de calor enfriados por agua se utilizan para dispositivos que consumen mucho calor. Pero para los dispositivos electrónicos en vuelos espaciales o en el espacio exterior, este tipo de método de disipación de calor no es aconsejable y debe diseñarse un sistema de refrigeración líquida más compacto.
Por ejemplo, el uso de materiales de sustrato de alta conductividad térmica, placas de temperatura uniforme VC, tubos de calor, TEC incrustado en la matriz, enfriamiento por chorro o enfriamiento por líquido de inmersión directa, para que el calor se pueda transferir al líquido y luego al enfriamiento por líquido. sistema En el intercambiador de calor. Como se muestra en la siguiente figura:
