Toplotni otpor električnog uređaja
Kako oprema postaje moćnija i kompaktnija, inženjeri u različitim industrijama ulažu neprestane napore u termičkom upravljanju elektronskim proizvodima. Iako postoje mnoga kreativna rješenja koja mogu oduzeti toplinsku energiju putem uređaja za vođenje topline na visokim temperaturama kao što su ventilatori, rashladni uređaji za tekućine i cijevi za provodljivost topline, sam uređaj je također napravio mnogo napretka u fundamentalnoj optimizaciji toplinskih performansi.
Radna temperatura:
Prilikom dizajniranja krajnjih proizvoda kao što su IOT oprema, medicinski alati ili industrijski senzorski uređaji, gotovo svaki uređaj uzima maksimalnu radnu temperaturu okoline kao parametar. Maksimalnu temperaturu okoline postavlja proizvođač uređaja kako bi se osiguralo da performanse opreme dostignu prihvatljiv standard i da fizičke karakteristike nisu oštećene. Na primjer, neki prekidački tranzistori mogu izdržati vrlo velika opterećenja snage, ali njihovi unutrašnji poluvodički spojevi će se istopiti ako su izloženi previsokoj temperaturi okoline. Osim toga, temperatura će direktno utjecati na provodljivost materijala. Ako je maksimalna radna temperatura prekoračena, performanse uređaja se mogu promijeniti.
Uklonite toplinu iz izvora:
Kod uređaja sa fiksnom unutrašnjom potrošnjom energije i pragovima temperature okoline, kao kod većine uređaja za pretvaranje energije i IC-a, temperatura površine kućišta zavisi od unutrašnjeg toplotnog otpora i efikasnosti prenosa toplote. Unutrašnji toplotni otpor opisuje efikasnost prenosa toplote od izvora toplote do površine uređaja. Međutim, kada većina ljudi pomisli na upravljanje toplinom, pomislit će na efikasnost prijenosa topline sa uređaja u okolinu, konvektivnog, provodnog ili radijantnog prijenosa topline. Ove metode su obično pasivni izmjenjivači topline, ventilatori, sistemi za hlađenje tekućinom, toplinske cijevi i hladnjaka.
Najbolji način da se održi dobra temperatura ljuske je direktna promena unutrašnjeg toplotnog otpora opreme i efikasnosti odvođenja toplote u okolno okruženje. Savršen uređaj za upravljanje toplotom ima nultu toplotnu otpornost i beskonačno rasipanje toplote. Međutim, budući da su uređaji napravljeni od stvarnih materijala, svaki materijal ima svoje jedinstvene karakteristike termičke otpornosti i nijedan sistem ne može savršeno prenijeti toplinu, dizajneri sistema moraju pokušati optimizirati toplinske performanse svakog ključnog uređaja od rane faze dizajna.
Fiksna varijabla:
Kao što znamo, različiti parametri aplikacije su obično fiksni, pa je dizajn potrebno razviti kako bi zadovoljio ove zahtjeve. U nekim slučajevima, efikasnost uređaja, temperatura okoline i mehanizam prenosa toplote sistema zavise od konačne primene. U mnogim slučajevima, ako uređaj želi da postigne prihvatljive radne uslove i nisku temperaturu kućišta, jedini način je poboljšanje unutrašnjeg termičkog dizajna i odabir uređaja sa niskim unutrašnjim toplotnim otporom.
