При проектировании систем отвода тепла применение эффективных методов снижения затрат может повысить надежность и эффективность всей системы, одновременно сокращая ненужные затраты.

1-Конструкция со снижением номинальных характеристик снижает затраты

Проектирование с понижением номинальных характеристик — это метод проектирования, который намеренно снижает электрические, тепловые и механические нагрузки, которым подвергаются компоненты или продукты во время работы. В реальных сценариях производства и использования стабильность электронного оборудования может быть улучшена за счет снижения нагрузки, испытываемой компонентами.

Принципиальная схема путей отвода тепла для 2D и 3D упаковки

l Снижение рабочей нагрузки: во время проектирования и эксплуатации изделия рабочую нагрузку компонентов можно снизить за счет снижения рабочей нагрузки, управления рабочей частотой, ограничения тока и напряжения и т. д.

l Снижение нагрузки на окружающую среду: снижение нагрузки на окружающую среду путем выбора соответствующих типов компонентов, компоновки и форм упаковки, например, путем выбора компонентов с большим температурным запасом или использования форм упаковки с хорошей герметизацией для снижения воздействия температуры, влажности и давления на компоненты.

l Применение техники надежности: разумная избыточная конструкция, обнаружение и изоляция неисправностей и т. д. еще больше снижают риск отказа компонентов.

Снижая нагрузку на компоненты во время работы, можно снизить их энергопотребление и тепловыделение. Когда силовые устройства работают в условиях нагрузки ниже номинального значения, их энергопотребление и тепловыделение можно снизить, что помогает повысить энергоэффективность и надежность системы. В долгосрочной перспективе конструкция с понижением номинальных характеристик эффективно увеличивает срок службы компонентов, снижает частоту отказов, снижает объем работ по техническому обслуживанию и, таким образом, снижает затраты.

2-Оптимизация макета

Эффективность работы радиатора можно значительно повысить за счет разумного расположения тепловых компонентов, а разумная стратегия компоновки компонентов может обеспечить баланс между производительностью продукта и стоимостью.

l Распределите компоненты рассеивания тепла: рассредоточьте компоненты, которые генерируют большое количество тепла, чтобы снизить тепловую нагрузку на единицу площади.

l Место, способствующее рассеиванию тепла: Разместите нагревательный элемент в месте, способствующем рассеиванию тепла, например, рядом с вентиляционным отверстием или на краю устройства.

l Ступенчатое расположение: во время компоновки расположите нагревательные компоненты в шахматном порядке с другими общими компонентами и постарайтесь сделать нагревательные компоненты основными термочувствительными компонентами, чтобы уменьшить их влияние на термочувствительные компоненты.

l Улучшение воздушного потока: изменение конструкции направления и компоновки компонентов позволяет оптимизировать путь воздушного потока, увеличить скорость потока и улучшить коэффициент теплопередачи.

Рекомендации по расстоянию между компонентами

3-Выбор метода охлаждения

По мере улучшения производительности электронных компонентов и повышения степени интеграции плотность мощности продолжает расти, что приводит к значительному увеличению тепла, выделяемого электронными компонентами во время работы. При выборе метода отвода тепла от электронных компонентов требования к контролю температуры в основном включают следующие аспекты:

l Диапазон температур: Различные компоненты имеют различные диапазоны допустимых температур. Например, высокопроизводительные чипы, такие как ЦП, имеют требования к рабочей температуре в диапазоне 85–100 °C, в то время как некоторые маломощные устройства могут выдерживать более высокие температуры, поэтому система охлаждения должна обеспечивать работу компонентов в безопасном диапазоне температур.

l Точность контроля температуры: в некоторых сценариях со строгими требованиями к контролю температуры необходимо использовать решение для отвода тепла, которое может точно контролировать температуру, чтобы избежать ухудшения производительности компонентов или даже повреждения, вызванного чрезмерно высокими или низкими температурами.

l Температура окружающей среды: Эффект рассеивания тепла электронным оборудованием зависит не только от способности рассеивания тепла самого устройства, но также зависит от температуры окружающей среды. Конструкция рассеивания тепла должна учитывать изменения температуры окружающей среды и пытаться удерживать устройство в подходящем диапазоне температур с помощью средств рассеивания тепла.

l Потребление энергии и надежность: Некоторые маломощные электронные компоненты могут использовать естественное рассеивание тепла, когда они генерируют мало тепла. Для оборудования с высоким потреблением энергии необходимо дождаться технологии рассеивания тепла в университетах, чтобы гарантировать, что оно сохраняет нормальную производительность и продлевает работу при высокой нагрузке. срок службы.

l Уплотнение и плотность: В запечатанных устройствах с высокой плотностью сборки, если выделение тепла незначительное, можно полагаться на естественное рассеивание тепла. Когда компоненты плотно упакованы и выделяют большое количество тепла, необходимы более эффективные технологии рассеивания тепла, такие как принудительное рассеивание тепла или жидкостное охлаждение. Жидкостное охлаждение и технологии тепловых трубок используются в сценариях с высоким потреблением энергии и большим выделением тепла, таких как высокомощные электронные компоненты, например, волновые трубки, магнетроны и усилительные трубки, серверы и оборудование с высоким потреблением энергии, а также три электрические системы новых энергетических автомобилей. Их уникальные преимущества в применении.

（левая сторона）Модуль воздушного охлаждения зарядной сваи

（правая сторона）Модуль жидкостного охлаждения зарядной сваи

При выборе метода охлаждения электронных компонентов необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как выделение тепла и тепловой поток, температура окружающей среды и рабочая температура, ограничения по пространству и требования к тепловой изоляции, а также стоимость и осуществимость с использованием соответствующих технологий охлаждения и охлаждающих устройств. Чтобы обеспечить работу компонентов при подходящей температуре, можно эффективно снизить затраты на замену и обслуживание системы. Кроме того, повторное использование исторических проектов также является эффективной стратегией снижения затрат на разработку и производство и повышения надежности.

Мы будем регулярно обновлять технологии и информацию о тепловых проектах и оптимизации, и делиться этой информацией с вами для справки. Благодарим вас за интерес к компании Walmate.