Thiết bị điện thiết kế nhiệt
Hiện tại, các linh kiện điện tử đang phát triển theo hướng thu nhỏ, tích hợp cao và hiệu quả cao, giúp cải thiện hiệu quả hiệu suất của thiết bị điện tử và kích thước của thiết bị điện tử cũng đang phát triển theo hướng thu nhỏ. Điều này làm cho việc thiết kế nhiệt của các sản phẩm điện tử trở nên khó khăn hơn. Thiết bị điện tử bao gồm nhiều mô-đun đơn vị. Khi thiết bị được bật nguồn, các linh kiện điện tử này sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt và nhiệt độ bên trong thiết bị sẽ tăng lên nhanh chóng. Nếu nhiệt không được truyền và tỏa ra kịp thời sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động bình thường của thiết bị, thậm chí có thể làm hỏng thiết bị. Do đó, thiết kế tản nhiệt là một phần rất quan trọng trong thiết kế cấu trúc của thiết bị điện tử.
Cách truyền nhiệt:
Nói chung, có ba hình thức dẫn nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.
Lựa chọn chế độ làm lạnh:
Do thiết bị điện tử có nhiều linh kiện điện tử nên cấu trúc của thiết bị cũng phức tạp. Có nhiều chế độ truyền nhiệt bên trong cấu trúc thiết bị điện tử, và trong nhiều trường hợp, nhiều chế độ cùng tồn tại. Do đó, các thông số của linh kiện điện tử và môi trường làm việc được yêu cầu để chọn phương pháp tản nhiệt. Các linh kiện điện tử được sử dụng trong môi trường ẩm ướt cần áp dụng thiết kế khép kín để tản nhiệt. Đối với thiết bị điện tử không cần thiết kế kín, tản nhiệt tự nhiên được chọn làm phương pháp tản nhiệt, tuy nhiên, đối với thiết bị tỏa nhiều nhiệt, cần tăng cường tản nhiệt hoặc sử dụng làm mát không khí cưỡng bức để tản nhiệt.
Chủ yếu là thiết kế nhiệt:
Làm mát không khí đối lưu tự nhiên: sử dụng vỏ thiết bị làm bộ tản nhiệt, cố định thiết bị sưởi trên vỏ và truyền nhiệt trực tiếp vào không khí. Làm mát tự nhiên phù hợp hơn cho các thiết bị sưởi ấm công suất thấp.
Làm mát không khí đối lưu cưỡng bức: nó không chỉ đơn giản trong thiết kế mà còn thuận tiện và kinh tế khi sử dụng, và việc sử dụng nó ngày càng rộng rãi hơn do độ tin cậy cao.
Làm mát bằng chất lỏng: do hiệu quả cao và nhỏ gọn, nó được sử dụng rộng rãi để làm mát các thiết bị điện tử có tính lưu động nhiệt cao và đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu thiết kế nhiệt. Làm mát bằng chất lỏng có thể là một pha hoặc hai pha, chủ yếu bao gồm làm mát trực tiếp hoặc gián tiếp.
Làm mát TEC: Ưu điểm của nó là không gây tiếng ồn và độ rung, cấu trúc nhỏ gọn, vận hành và bảo trì thuận tiện, không sử dụng chất làm lạnh, công suất làm lạnh và tốc độ làm mát có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi dòng điện. Nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống có nhiệt độ và mật độ năng lượng không đổi, và nó cũng có thể được sử dụng để làm mát các thiết bị điện tử siêu dẫn nhiệt độ thấp.
Làm mát vi kênh:
Trên các tấm hoặc chất nền silicon dị hướng, quá trình ăn mòn dị hướng được sử dụng để tạo ra các kênh tỷ lệ. Khi chất lỏng chảy qua kênh cảnh, chất lỏng có thể làm nóng hoặc hấp thụ trực tiếp năng lượng nhiệt. Lúc này chất lỏng ở trạng thái rất mất cân bằng, năng lượng truyền nhiệt lớn. Ngoài ra, các thí nghiệm cho thấy rằng ngay cả khi chất làm mát chảy qua vi kênh trong một pha, hiệu quả làm mát của nó vẫn tốt hơn nhiều so với việc sử dụng chất lỏng sôi để làm mát.
Trong những năm gần đây, nghiên cứu liên tục liên quan đến công nghệ thiết kế nhiệt đã được thực hiện. Trong khi liên tục phát triển một số vật liệu có độ dẫn nhiệt cao, việc sử dụng rộng rãi các vật liệu này sẽ cải thiện đáng kể công nghệ tản nhiệt hiện tại của thiết bị điện tử.
