Kaip išsirinkti šilumos kriauklę?
Tobulėjant mokslui ir technologijoms, didėja mikroelektronikos komponentų galios sklaida, o pakuotės dydis vis mažėja. Todėl šilumos valdymas tampa vis svarbesnis kuriant elektronikos gaminius.
Elektroninės įrangos patikimumas ir projektinis tarnavimo laikas yra atvirkščiai proporcingi darbinei temperatūrai. Įprasto silicio puslaidininkinio įtaiso patikimumo ir veikimo temperatūros požiūriu, sumažinus darbinę temperatūrą, eksponentiškai padidės įrenginio patikimumas ir projektinis tarnavimo laikas. Todėl efektyvus įrangos darbinės temperatūros kontrolė ribose yra ilgalaikio stabilaus jos veikimo garantija.
Šilumos kriauklė yra prietaisas, kuris pagerina šilumos perdavimą iš karšto galo į šaltą. Paprastai karštasis galas yra įrenginio viršus, kuris generuoja šilumą, o šaltasis – aplinkoje esantis oras kaip šilumos išsklaidymo terpė. Tolesnėje diskusijoje daroma prielaida, kad oras yra aušinimo terpė. Daugeliu atvejų šilumos perdavimas iš kieto paviršiaus į orą yra mažiausiai efektyvi grandis visoje šilumos perdavimo sistemoje, o kietųjų dujų kontaktinis paviršius taip pat yra ta vieta, kurioje šiluminė varža yra didžiausia. Šilumnešis sumažina kietųjų garų kontaktinio paviršiaus šiluminę varžą padidindamas kontakto plotą su aušinimo terpe, o tai leidžia įrenginiui perduoti daugiau šilumos arba sumažinti įrenginio darbinę temperatūrą esant tokiam pačiam temperatūros padidėjimui. Pagrindinis šilumos kriauklės naudojimo tikslas – kad įrenginio darbinė temperatūra būtų žemesnė nei gamintojo nustatytas indikatorius.
Šiluminis ciklas (pažodinis vertimas yra šis pavadinimas, bet iš tikrųjų tai yra šiluminės varžos tinklo metodas, kurį dažnai sakome, arba šiluminio tinklo metodas / elektros tinklo metodas, toliau vadinamas šiluminės varžos tinklo metodu) Prieš aptardami, kaip pasirinkti šilumos kriauklė, kad skaitytojai, kurie nėra susipažinę su šilumos laidumu, greitai suprastų diskusijos temą, pirmiausia paaiškinkite tolesnės diskusijos terminus ir šiluminės varžos tinklo nustatymo metodą. Simbolių ir terminų apibrėžimai yra tokie:
K: Bendra galia arba šilumos generavimo greitis (turėtų būti išverstas kaip išsklaidyta galia), vienetas W, parodo elektroninių komponentų veikimo metu generuojamos šilumos greitį. Norint pasirinkti tinkamą šilumos šalintuvą, dažniausiai naudojama maksimali išsklaidytos galios vertė.
Tj: sankryžos temperatūra (dažniausiai tai turėtų reikšti sandūros temperatūrą, o aprašymas originaliame tekste yra maksimali jungties temperatūra, kad įrenginys veiktų stabiliai), °C.
Didžiausia leistina sandūros temperatūra svyruoja nuo 115°C įprastų mikroelektronikos komponentų iki 180°C kai kurių specialių temperatūros reguliavimo prietaisų. Kariuomenėje ir kai kuriomis ypatingomis progomis komponentai, kurių darbinė temperatūra nuo 65°C iki 80°C, naudojami retai. (Originaliniame tekste nenurodyta darbinė temperatūra, kad nekiltų painiavos, vertimas specialiai patikslintas).
Tc: prietaiso korpuso temperatūra, °C.
Kadangi korpuso temperatūra yra susijusi su bandymo tašku, pasirinktu ant pakuotės korpuso (elektroninių komponentų pakuotės paviršiaus temperatūra nėra vienoda), tai paprastai reiškia aukščiausią temperatūros tašką ant pakuotės korpuso.
Ts: šilumnešio temperatūra, °C.
Tai reiškia aukščiausios temperatūros tašką, kuriame šilumos kriauklė yra arti įrenginio (pakuotės korpuso paviršiaus).
Ta: Aplinkos temperatūra, °C.
Per ryšį tarp temperatūrų skirtumo (originalus tekstas yra temperatūra) ir šilumos perdavimo greičio (originalus tekstas yra šilumos sklaidos greitis), šilumos perdavimo tarp dviejų šiluminės struktūros padėčių efektyvumą galima kiekybiškai išreikšti šiluminė varža R. Varžos R apibrėžimas yra toks:
R=ΔT/Q Čia ΔT yra temperatūrų skirtumas tarp dviejų padėčių. Šiluminės varžos vienetas yra °C/W, kuris parodo temperatūrų skirtumą, kai perduodamas vienetinis šilumos greitis. Šiluminės varžos apibrėžimas yra šiek tiek panašus į varžą Re, apibrėžtą Ohmo' dėsnio Re=ΔV/I. Kur ΔV yra potencialų skirtumas, o I yra srovė.
