Thermal Management Technology Series: Power Cooling Management

Þegar rafmagnsverkfræðingar nefna hugtakið"orkustjórnun", hugsa flestir um MOS rör, breytir, spenna o.s.frv.

Raunar er orkustjórnun miklu meira en það.

Aflgjafinn mun framleiða hita þegar hann er að vinna og stöðug hitastigshækkanir valda breytingum á afköstum sem geta að lokum leitt til kerfisbilunar.

Að auki mun hiti stytta endingu íhluta og hafa áhrif á langtíma áreiðanleika.

Þess vegna felur orkustjórnun einnig í sér hitastjórnun. Varðandi hitastjórnun, þá eru tvö sjónarmið sem þarf að skilja:

& quot; Ör"|Vandamál

Einn íhlutur hefur ofhitnað vegna of mikillar varmamyndunar, en hiti í restinni af kerfinu og hólfinu er innan marka.

& quot;Makro"|Vandamál

Hitastig alls kerfisins er of hátt vegna uppsöfnunar varma frá mörgum hitagjöfum.

Verkfræðingurinn þarf að ákvarða hversu mörg varmastjórnunarmálin eru ör og stór og hversu mikil fylgni er þar á milli.

Hinn einfaldi skilningur er sá að jafnvel þó að hitahækkun hitamyndandi íhluta fari yfir leyfileg mörk hans og veldur því að allt kerfið hitnar, þá þýðir það ekki endilega að allt kerfið sé ofhitnað, heldur verður umframvarminn sem íhluturinn myndar. vera eytt.

Svo hvert fer hitinn?

Dreifður á kaldari stað getur það verið aðliggjandi hluti kerfisins og undirvagnsins, eða það getur verið utan undirvagnsins (aðeins mögulegt þegar útihitinn er lægri en innri hitinn).

Hitastjórnun fylgir grundvallarreglum eðlisfræðinnar. Það eru þrjár leiðir til varmaleiðni: geislun, leiðni og varmaleiðsla.

Fyrir flest rafeindakerfi, til að ná nauðsynlegri kælingu, er fyrst að láta hitann yfirgefa varmagjafann með leiðni og flytja hann síðan til annarra staða með konvection.

Þegar hitauppstreymi er framkvæmt er nauðsynlegt að sameina ýmsan varmastjórnunarbúnað til að ná á skilvirkan hátt nauðsynlegri leiðni og loftræstingu.

Það eru þrír algengustu kæliíhlutir: ofnar, hitarör og viftur.

Ofninn og hitapípan eru óvirk kælikerfi án aflgjafa, en viftan er virkt þvingað loftkælikerfi.

Ofninn er ál- eða koparbygging sem getur fengið varma frá hitagjafa með leiðni og flutt hitann yfir í loftflæðið (í sumum tilfellum til vatns eða annarra vökva) til að ná fram convection.

Hitavaskar eru í þúsundum stærðum og gerðum, allt frá litlum stimpluðum málmuggum sem tengja einn smári yfir í stóra útpressu með mörgum uggum (fingrum) sem geta stöðvað loftflæði og flutt varma til hans.

Ofninn hefur þá kosti að engir hreyfanlegir hlutar eru, rekstrarkostnaður, bilunarhamur osfrv.

Þegar ofninn er tengdur við varmagjafann, þegar heita loftið hækkar, mun náttúrulega myndast loftræsting og myndast þannig loftflæði.

Þó að ofninn sé auðveldur í notkun, þá eru nokkrir gallar: 1. Ofninn sem sendir mikinn hita er stór, kostnaðarsamur og þungur og verður að vera rétt staðsettur, sem mun hafa áhrif á eða takmarka líkamlegt skipulag hringrásarborðsins;

2. Lokarnir geta verið lokaðir af ryki í loftflæðinu, sem dregur úr skilvirkni;

3. Það verður að vera rétt tengt við hitagjafann þannig að varminn geti streymt vel frá hitagjafanum til ofnsins.

Að lokum þarf líkangerð að leysa tvö vandamál:

1. Vandamálið við hámarks- og meðaldreifingu. Til dæmis, íhlutur í stöðugu ástandi með stöðugri hitaleiðni upp á 1W og tæki með 10W hitaútbreiðslu en með 10% hléum vinnulotu hafa mismunandi hitaáhrif.

Það er að segja að meðalhitadreifingin er sú sama og tengdur hitamassi og varmaflæði mun framleiða mismunandi varmadreifingu. Flest CFD forrit geta sameinað truflanir og kraftmikla greiningu.

2. Ófullkomin líkamleg tenging milli íhluta og yfirborðs smækkunar líkansins, svo sem líkamleg tenging milli efst á IC pakkanum og hitavaskinum.

Ef tengingin hefur litla fjarlægð mun hitaviðnám þessarar leiðar aukast og það er nauðsynlegt að fylla snertiflöturinn með hitauppstreymi til að auka hitaleiðni leiðarinnar.

Hitastjórnun getur dregið úr hitastigi íhlutanna í aflgjafanum og innra umhverfi, sem getur lengt endingu vörunnar og bætt áreiðanleika.

En varmastjórnun er samþætt hugtak, ef það er brotið niður í smáatriði er það risastórt viðfangsefni.

Það felur í sér málamiðlanir um stærð, kraft, skilvirkni, þyngd, áreiðanleika og kostnað. Meta þarf forgangsröðun og takmarkanir verkefnisins.