Radiatorni tanlash va qo'llash asoslari
Aksariyat elektron komponentlar, ayniqsa mikroprotsessorlar va mikrokontrollerlar hajmining qisqarishi tufayli termal zichlikni oshirishda davom etdi. Ishlash muddati, ishonchliligi va ishlashi qurilmaning ish haroratiga teskari proportsional ekanligini hisobga olsak, bu evolyutsiyaning natijasi issiqlik dizayni va boshqaruvi asosiy dizayn muammosiga aylandi. Shu sababli, uskunaning ish haroratini yetkazib beruvchi tomonidan belgilangan diapazonda ushlab turish uchun samarali issiqlik boshqaruvi va mavjud issiqlik qabul qiluvchi echimlar haqida aniq tushunchaga ega bo'lish dizayner'ning mas'uliyatidir.
Radiatorning ishlash printsipi - sovutish suvi (havo) ta'sirida bo'lgan qurilmaning sirt maydonini oshirish. Agar radiator to'g'ri o'rnatilgan bo'lsa, u qattiq havo chegarasi bo'ylab issiqlikni sovuqroq muhit havosiga o'tkazishni yaxshilash orqali uskunaning haroratini kamaytirishi mumkin.
1. Issiqlik sxemasi
Integral mikrosxemadagi quvvat (IC) faol tranzistorli birikmadan issiqlik shaklida chiqariladi va ulanishning harorati tarqaladigan quvvatga mutanosibdir. Ishlab chiqaruvchi maksimal ulanish haroratini belgilaydi, lekin u odatda 150 ° C atrofida. Ushbu ulanish haroratidan oshib ketish odatda qurilmaga zarar etkazadi, shuning uchun dizayner IC dan iloji boricha ko'proq issiqlik o'tkazish yo'llarini topishi kerak. Buning uchun ular issiqlik oqimini o'lchash uchun juda oddiy modelga tayanishi mumkin. Bu model issiqlik qarshiligi kontseptsiyasiga asoslangan Ohm's qonunining th belgisi bilan elektr hisobiga o'xshaydi (1-rasm).
ichida:
th - ℃/Vt da termal to'siq bo'ylab termal qarshilik.
∆T - ℃ da termal to'siq bo'ylab harorat farqi.
P - tugun tomonidan ajratilgan quvvat, vattlarda.
IC va issiqlik qabul qiluvchining jismoniy tuzilishidan ko'plab termal interfeyslar mavjud. Birinchisi, birlashma va IC korpusi o'rtasida bo'lib, thjc termal qarshilik bilan ifodalanadi.
Issiqlik moslamasi ikkita qurilma orasidagi issiqlik o'tkazuvchanligini oshirish uchun termal pasta yoki termal lenta kabi termal interfeys materiali (TIM) yordamida ICga ulanadi. Ushbu issiqlik o'tkazuvchan qatlam odatda juda past issiqlik qarshiligiga ega, bu qobiqdan issiqlik qabul qiluvchiga issiqlik qarshiligining bir qismi bo'lib, thcs bilan ifodalanadi. Oxirgi daraja radiator va atrof-muhit o'rtasidagi interfeys bo'lib, thsa bilan belgilanadi.
Issiqlik qarshiligi ketma-ket ulangan elektron zanjirlardagi rezistorlarga o'xshaydi. Barcha termal qarshiliklarning yig'indisi birlashma joyidan atrof-muhit havosiga umumiy termal qarshilikdir.
Odatda, IC sotuvchilari issiqlik qarshiligini bog'lanishdan korpusgacha aniq yoki aniq belgilaydilar. Ushbu spetsifikatsiya termal qarshilik elementlaridan birini yo'q qiladigan maksimal ish harorati ko'rinishida taqdim etilishi mumkin. IC ilovasining dizayneri korpusga ulanishning termal qarshilik xususiyatlarini nazorat qila olmaydi. Biroq, dizayner ICni to'liq sovutish va ulanish haroratini belgilangan maksimal harorat ostida ushlab turish uchun TIM va issiqlik qabul qiluvchi xususiyatlarini tanlashi mumkin.Umuman olganda, TIM va issiqlik qabul qiluvchining termal qarshiligi qanchalik kichik bo'lsa, sovutilishi kerak bo'lgan IC' korpusining harorati shunchalik past bo'ladi.
2 Radiatorni tanlash misoli
Ohmite tomonidan taqdim etilgan BG seriyali issiqlik moslamalari shar panjara massivi (BGA) yoki plastik sharli panjara massivi (PGBA) markaziy ishlov berish bloki (CPU), grafik ishlov berish bloki (GPU) yoki kvadrat paketli substratli shunga o'xshash protsessorlarda foydalanish uchun mo'ljallangan (rasm). 2 ).
Ushbu seriyada 10 turdagi issiqlik qabul qiluvchi konstruktsiyalari mavjud bo'lib, ular umumiy IC konfiguratsiyalariga mos keladigan substratlar, o'lchamlari 15 × 15 millimetr (mm) dan 45 × 45 mm gacha va fin maydonlari 2,060 dan 10,893 mm2 gacha (1-jadval). Ushbu RoHS-mos keladigan issiqlik qabul qiluvchilar qora anodlangan 6063-T5 alyuminiy qotishmasidan qilingan.
Yakunlovchi fikrlar
Issiqlik tarqalishi nuqtai nazaridan radiatorni tanlash nisbatan oddiy. Yuqorida aytib o'tilganidek, Ohmite BG seriyali issiqlik moslamasi BGA paketlaridagi IClarni sovutish muammosini hal qiladi.
