Diversos mètodes eficients de dissipació de calor
El rendiment dels productes electrònics és cada cop més potent, mentre que la integració i la densitat de muntatge augmenten constantment, la qual cosa comporta un fort augment del consum d'energia operativa i la generació de calor. La fallada del material causada per la concentració de calor en components electrònics representa la gran majoria de la taxa de fallada total, i la tecnologia de gestió tèrmica és un factor clau que es té en compte en els productes electrònics. Cal reforçar el control tèrmic dels components electrònics en aquest sentit.
La dissipació eficient de la calor dels components electrònics està influenciada pels principis de transferència de calor i mecànica de fluids. La dissipació de calor dels components elèctrics és controlar la temperatura de funcionament dels dispositius electrònics, garantint així la seva temperatura i seguretat de treball, que inclouen principalment diferents aspectes com la dissipació de calor i els materials. Actualment, la dissipació de calor dels components electrònics inclou principalment mètodes naturals, forçats, líquids, refrigeració, desviació, aïllament tèrmic i altres mètodes.
La tecnologia de refrigeració es refereix principalment a les maneres, mètodes i tècniques de disseny tèrmic extern, que inclouen diversos aspectes com la dissipació de calor o mètodes de refrigeració, materials, etc. relacionats amb la transferència de calor. Segons els diferents mètodes de conducció de calor i convecció, els productes del radiador es poden dividir en modes actius i passius.
El refredament natural és un mètode de refrigeració actiu d'ús habitual, que utilitza l'alta conductivitat tèrmica dels materials (principalment perfils) per eliminar la calor i dissipar-la a l'aire. En absència de requisits específics de velocitat del vent, el dissipador de calor de convecció natural utilitzat és la placa d'alumini de coure, l'extrusió d'alumini, la fosa d'aliatge per aconseguir la refrigeració del producte. Els mètodes de refrigeració naturals s'apliquen principalment en components electrònics amb requisits de control de baixa temperatura, equips de baixa potència i components amb una densitat de flux de calor relativament baixa per a la calefacció del dispositiu.
El mètode de refrigeració per aire forçat és una manera d'accelerar el flux d'aire al voltant dels components electrònics i eliminar la calor a través dels ventiladors i altres mitjans. La refrigeració Force Air també és una tecnologia de dissipació de calor comuna, que és relativament senzilla de fabricar, té els avantatges d'un preu relativament baix i una instal·lació senzilla. Aquest mètode es pot aplicar en components electrònics si l'espai és prou gran per al flux d'aire o si s'instal·len algunes instal·lacions de dissipació de calor. A la pràctica, augmentar adequadament l'àrea total de dissipació de calor i generar un coeficient de transferència de calor convectiva relativament gran a la superfície de dissipació de calor són les principals maneres de millorar aquesta capacitat de transferència de calor convectiva.
L'aplicació de refrigeració líquida per a components electrònics és un mètode de refrigeració basat en xips i components de xip. La refrigeració líquida es pot dividir principalment en dos mètodes: refrigeració directa i refrigeració indirecta. El mètode de refrigeració líquida indirecta fa referència a l'ús d'un refrigerant líquid que no entra directament en contacte amb components electrònics, sinó que transfereix calor entre components de calefacció a través d'un sistema de medi intermedi utilitzant dispositius auxiliars com ara mòduls de líquid, mòduls de conductivitat tèrmica, líquid d'esprai. mòduls i substrats líquids.
El mètode de refrigeració líquida directa, també conegut com a mètode de refrigeració per immersió, consisteix en contactar directament el líquid amb components electrònics relacionats, eliminar la calor a través del refrigerant i aplicar-lo principalment a dispositius amb una densitat de volum de consum de calor relativament alta o en ambients d'alta temperatura.
Mitjançant l'ús de la refrigeració per semiconductors per dissipar la calor o refredar alguns components electrònics convencionals, també coneguts com a refrigeració termoelèctrica, aquest mètode utilitza l'efecte Peltier del propi material semiconductor per permetre que el corrent continu passi a través de diferents materials semiconductors i formi un termoparell en sèrie. En aquest punt, la calor s'absorbeix i s'allibera als dos extrems del termopar per aconseguir l'efecte de refredament. Té els avantatges de la mida del dispositiu petita, la instal·lació còmoda, la bona qualitat i el fàcil desmuntatge.
L'aïllament tèrmic es refereix a l'ús de la tecnologia d'aïllament per dissipar la calor i refredar components electrònics. Es divideix principalment en dues formes: aïllament al buit i aïllament no al buit. En el control de temperatura dels components electrònics, s'utilitza principalment el tractament d'aïllament sense buit. El mètode d'aïllament tèrmic afecta principalment la temperatura dels components locals, reforça el control i prevé els efectes d'escalfament dels components d'alta temperatura i objectes relacionats, assegurant així la fiabilitat de tot el component i allargant la vida útil de l'aplicació. A la pràctica, com que la temperatura afecta directament el rendiment de la transferència de calor dels materials aïllants, generalment com més alta sigui la temperatura, més materials d'aïllament es necessiten.
En el procés de desenvolupament de circuits integrats, la densitat i la densitat de calor dels components electrònics continuen augmentant i els seus problemes tèrmics són cada cop més importants. Els mètodes de refrigeració d'alta qualitat poden garantir els indicadors de rendiment dels components electrònics. En aplicacions pràctiques, cal tenir en compte exhaustivament la potència de calefacció específica i les característiques pròpies dels components electrònics i aplicar raonablement diferents mètodes de refrigeració. Cal seleccionar de manera exhaustiva els mètodes i mitjans d'aplicació en funció dels escenaris d'aplicació específics, i així destacar els indicadors de rendiment dels components electrònics.
