Mis juhtub, kui jahutusradiaator on minu elektriseadme jaoks alamõõdus?

Kui teie elektriline seade hakkab ülekuumenema, peaks esimene kahtlusalune olema jahutusradiaator. Paljud jätavad selle suuruse tähelepanuta - kuni probleemid tekivad.

Alamõõduline jahutusradiaator ei suuda piisavalt soojust ära juhtida, mis viib ülekuumenemiseni, halvenenud jõudluseni ja teie elektriseadme võimaliku rikke tekkimiseni.

Kui teil on probleeme sagedaste väljalülitustega või ootamatute talitlushäiretega, võib süüdi olla teie jahutusradiaator. Kui te mõistate, kuidas jahutusradiaatorid töötavad, ja valite õige suuruse, siis võite päästa teid suurtest riketest ja kulukast seisakust.

Mis on jahutusradiaator ja kuidas see töötab?

Kui elektriseadmed kuumenevad, toetuvad nad jahedaks jäämiseks jahutusalustele. Aga mis toimub tegelikult kapoti all?

Soojusniisk absorbeerib seadme soojuse ja jaotab selle laiali, võimaldades ümbritseval õhul seda tõhusalt ära viia.

Teaduse taga on lihtsad soojusradiaatorid. Iga elektrooniline seade tekitab soojust. Kui seda hästi ei juhita, võib see soojus komponente hävitada. Jahutusradiaator on tavaliselt valmistatud sellistest materjalidest nagu alumiinium või vask. Need metallid on suure soojusjuhtivusega, mis tähendab, et nad neelavad kergesti soojust.

Jahutusradiaatori peamised osad:

Kui soojus liigub kuumast komponendist alusplaati, voolab see seejärel ribidesse. Mida suurem on pindala, seda kiiremini pääseb soojus õhku.

Kui lisada õhuvool - ventilaatorite või loomuliku konvektsiooni kaudu -, paraneb jahutusmõju. Seepärast on õhuvoolu planeerimine kitsastes korpustes või kompaktsetes konstruktsioonides sama oluline kui valamu suurus.

Millised on õige jahutusradiaatori suuruse määramise eelised?

Paljud insenerid alahindavad õigesti dimensioneeritud jahutusradiaatori mõju. Ometi on see stabiilse töö jaoks hädavajalik.

Õigesti mõõdetud jahutusradiaator tagab stabiilse temperatuuri, pikema seadme eluea ja väiksema termilise rikke tõenäosuse.

Kui jahutusradiaator vastab seadme võimsusele, hoiab see temperatuuri ohututes piirides. Ülekuumenemine ei mõjuta mitte ainult jõudlust, vaid ka töökindlust. Liigne kuumus põhjustab jootekohtade pragunemist, komponentide väändumist ja isegi süsteemi täielikku väljalülitumist.

Õige mõõtmise eelised:

Suure koormusega või ööpäevaringselt töötavates süsteemides on termilised marginaalid veelgi kriitilisemad. Ülisuurest soojusalvest võib töötada, kuid see võtab rohkem ruumi ja maksab rohkem. Alamõõduline? Seda riski ei tohiks võtta.

Kuidas valida oma seadme jaoks õige jahutusradiaator?

Õige jahutusradiaatori valimine võib tunduda keeruline, kuid see põhineb selgetel põhimõtetel.

Õige jahutuselemendi valimiseks peate arvestama seadme võimsuse hajumist, keskkonnatingimusi, materjali ja paigaldusmeetodit.

Alustage seadme tarbitavast või soojusena vabanevast energiast. Seda mõõdetakse vattides. Seejärel vaadake maksimaalset temperatuuri, mida seade võib ohutult saavutada - seda nimetatakse liitumistemperatuuriks. Lahutage ümbritseva keskkonna temperatuur, et leida, kui palju soojust te peate hajutama.

Võtmeterminid:

Kasutage seda valemit:
Soojustakistus ≤ (Tj - Ta) / Võimsuse hajumine

Kus:

• Tj = maksimaalne liitumistemperatuur
• Ta = keskkonnatemperatuur

Seejärel sobitage oma jahutusradiaatori soojustakistus. Arvestage ka sundõhu ja loomuliku konvektsiooni vahel ning seda, kas tegemist on horisontaalse või vertikaalse paigaldusega.

Millised on tulevased suundumused kompaktsete jahutusradade projekteerimisel?

Kuna elektroonika kahaneb, peavad ka soojusjuhtimislahendused vähenema. See tingib kiire uuendustegevuse soojusalvestustehnoloogias.

Tulevased jahutusradiaatorid on väiksemad, tõhusamad ja valmistatud täiustatud materjalidest, näiteks grafeenist või 3D-printitud struktuuridest.

Nõudlus väiksemate seadmete järele auto-, lennundus- ja kosmosetööstuses ning tarbeelektroonikas on muutnud jahutusradiaatorite disaini. Insenerid püüavad nüüd saavutada madalamat profiili ja väiksemat kaalu, ilma et see tooks kaasa väiksemat jõudlust.

Peamised uuendused, mida tuleb jälgida:

1. 3D-trükitud jahutusradiaatorid

Lisanditootmine võimaldab keerukaid geomeetriaid, mida traditsiooniline CNC või ekstrusioon ei suuda saavutada. Sellistel konstruktsioonidel võivad olla õõnsad südamikud, võrestikstruktuurid ja sisemised õhuvoolukanalid.

2. Grafeen ja komposiitmaterjalid

Grafeen on 10 korda soojusjuhtivam kui vask. Kuigi see on kallis, võetakse see aeglaselt kasutusele suure jõudlusega jahutusrakendustes.

3. Integreeritud jahutussüsteemid

Tulevikus võivad süsteemid integreerida jahutuselemendi trükkplaadi või korpuse sisse, kõrvaldades eraldi komponendid.

4. Faasimuutuse materjalid

Mõned konstruktsioonid sisaldavad nüüd materjale, mis neelavad soojust, muutes faasi - tahkest vedelikuks - ja annavad seda hiljem, kui koormus langeb.

Miniatuursuse suurendamise väljakutsed:

Uuenduste jätkudes on oodata väiksemaid, kuid võimsamaid soojusalvestusi - eriti kantavates ja asjade interneti seadmetes.

Kokkuvõte

Alamõõduline jahutusradiaator võib põhjustada teie elektriseadme jaoks katastroofi. Kuid õigete teadmistega saate valida õige suuruse, parandada jõudlust ja kindlustada oma konstruktsiooni tulevikukindlus.