Issiqlik boshqaruvi texnologiyasi seriyasi: Quvvatni sovutishni boshqarish
Elektr muhandislari"quvvat boshqaruvi" atamasini eslatganda, ko'pchilik MOS quvurlari, konvertorlar, transformatorlar va boshqalar haqida o'ylashadi.
Aslida, quvvatni boshqarish bundan ham ko'proq.
Elektr ta'minoti ishlayotgan vaqtda issiqlik hosil qiladi va haroratning uzluksiz ko'tarilishi ishlashning o'zgarishiga olib keladi, bu esa oxir-oqibat tizimning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin.
Bundan tashqari, issiqlik komponentlarning ishlash muddatini qisqartiradi va uzoq muddatli ishonchlilikka ta'sir qiladi.
Shuning uchun quvvatni boshqarish termal boshqaruvni ham o'z ichiga oladi. Issiqlik boshqaruviga kelsak, tushunish kerak bo'lgan ikkita nuqtai nazar mavjud:
& quot;Mikro"|Muammo
Haddan tashqari issiqlik hosil bo'lishi sababli bitta komponent haddan tashqari qizib ketgan, ammo tizimning qolgan qismi va korpusining harorati chegarada.
& quot;Makro"|Muammo
Bir nechta issiqlik manbalaridan issiqlik to'planishi tufayli butun tizimning harorati juda yuqori.
Muhandis issiqlik boshqaruvi muammolarining qanchasi mikro va makro ekanligini va ikkalasi o'rtasidagi bog'liqlik darajasini aniqlashi kerak.
Oddiy tushunish shundan iboratki, agar issiqlik ishlab chiqaruvchi komponentning haroratining ko'tarilishi uning ruxsat etilgan chegarasidan oshib ketgan bo'lsa va butun tizimning isishiga sabab bo'lsa ham, bu butun tizimning haddan tashqari qizib ketganligini anglatmaydi, lekin komponent tomonidan ishlab chiqarilgan ortiqcha issiqlik tarqalib ketmoq.
Xo'sh, issiqlik qayerga ketadi?
Sovuqroq joyga tarqalgan, u tizimning qo'shni qismi va shassi bo'lishi mumkin yoki shassisdan tashqarida bo'lishi mumkin (faqat tashqi harorat ichki haroratdan pastroq bo'lganda mumkin).
Issiqlik boshqaruvi fizikaning asosiy tamoyillariga amal qiladi. Issiqlik o'tkazishning uchta usuli mavjud: radiatsiya, o'tkazuvchanlik va konveksiya.
Ko'pgina elektron tizimlar uchun kerakli sovutishga erishish uchun birinchi navbatda issiqlik issiqlik manbasini o'tkazuvchanlik orqali tark etishi va keyin uni konveksiya orqali boshqa joylarga o'tkazishdir.
Issiqlik dizaynini amalga oshirayotganda, kerakli o'tkazuvchanlik va konveksiyaga samarali erishish uchun turli xil issiqlik boshqaruv apparatlarini birlashtirish kerak.
Eng ko'p ishlatiladigan uchta sovutish komponenti mavjud: radiatorlar, issiqlik quvurlari va fanatlar.
Radiator va issiqlik trubkasi quvvat manbai bo'lmagan passiv sovutish tizimlari, fan esa faol majburiy havo sovutish tizimidir.
Radiator alyuminiy yoki mis konstruktsiya bo'lib, issiqlik manbasidan issiqlik o'tkazuvchanligi orqali olinadi va konveksiyaga erishish uchun issiqlikni havo oqimiga (ba'zi hollarda suv yoki boshqa suyuqliklarga) o'tkazadi.
Issiqlik moslamalari minglab o'lcham va shakllarda bo'ladi, ular bitta tranzistorni bog'laydigan kichik shtamplangan metall qanotlardan konvektiv havo oqimini ushlab turadigan va unga issiqlik o'tkaza oladigan ko'p qanotli (barmoqlar) katta ekstruziyalargacha.
Radiator harakatlanuvchi qismlarning yo'qligi, operatsion xarajatlari, ishlamay qolish rejimlari va boshqalarning afzalliklariga ega.
Radiator issiqlik manbaiga ulangandan so'ng, iliq havo ko'tarilganda, konveksiya tabiiy ravishda paydo bo'ladi, shuning uchun havo oqimini hosil qilishni boshlaydi va davom ettiradi.
Radiatorni ishlatish oson bo'lsa-da, ba'zi kamchiliklari bor: 1. Katta issiqlikni uzatuvchi radiator katta, qimmat va og'ir bo'lib, to'g'ri joylashtirilishi kerak, bu elektron plataning jismoniy tartibiga ta'sir qiladi yoki cheklaydi;
2. Qanotlar havo oqimidagi chang bilan to'sib qo'yilishi mumkin, bu esa samaradorlikni pasaytiradi;
3. Issiqlik manbasidan radiatorga issiqlik muammosiz oqishi uchun issiqlik manbaiga to'g'ri ulanishi kerak.
Nihoyat, modellashtirish ikkita muammoni hal qilishi kerak:
1. Pik va o'rtacha dissipatsiya muammosi. Misol uchun, 1 Vt uzluksiz issiqlik tarqalishiga ega bo'lgan barqaror holat komponenti va 10 Vt issiqlik tarqalishiga ega, lekin 10% intervalgacha ish aylanishiga ega bo'lgan qurilma turli termal effektlarga ega.
Ya'ni, o'rtacha issiqlik tarqalishi bir xil bo'ladi va tegishli issiqlik massasi va issiqlik oqimi turli xil issiqlik taqsimotlarini hosil qiladi. Ko'pgina CFD ilovalari statik va dinamik tahlilni birlashtirishi mumkin.
2. Komponentlar va miniatyura modelining yuzasi o'rtasidagi nomukammal jismoniy aloqa, masalan, IC paketining yuqori qismi va issiqlik qabul qiluvchi o'rtasidagi jismoniy aloqa.
Agar ulanish kichik masofaga ega bo'lsa, bu yo'lning issiqlik qarshiligi kuchayadi va yo'lning issiqlik o'tkazuvchanligini oshirish uchun aloqa joyini issiqlik yostig'i bilan to'ldirish kerak.
Issiqlik boshqaruvi quvvat manbai va ichki muhitdagi komponentlarning haroratini pasaytirishi mumkin, bu mahsulotning ishlash muddatini uzaytirishi va ishonchliligini oshirishi mumkin.
Ammo issiqlik boshqaruvi integratsiyalashgan tushunchadir, agar mayda-chuydalarga bo'lingan bo'lsa, bu juda katta mavzu.
Bu o'lcham, quvvat, samaradorlik, og'irlik, ishonchlilik va narxning o'zaro bog'liqligini o'z ichiga oladi. Loyihaning ustuvorligi va cheklovlari baholanishi kerak.
