Thiết kế nhiệt của thiết bị điện tử quân sự
Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, các thiết bị điện tử tham gia vào lĩnh vực quốc phòng, quân sự ngày càng trở nên phức tạp, tinh vi và thông minh.
Đồng thời, do yêu cầu của các ứng dụng quân sự về thu nhỏ sản phẩm, trọng lượng nhẹ, khả năng tùy chỉnh và độ tin cậy cao, các kỹ sư phải đối mặt với khả năng tương thích điện từ sóng milimet trong quá trình thiết kế, làm mát dẫn điện dưới mật độ thông lượng nhiệt cao và niêm phong trong điều kiện khắc nghiệt các môi trường. Một loạt các thử thách.
Những thách thức về thiết kế nhiệt của thiết bị quân sự
(1) Môi trường làm việc của thiết bị quân sự rất phức tạp Độ cao, nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, độ ẩm, sốc nhiệt độ, bức xạ nhiệt mặt trời, rung chấn, đóng băng và các môi trường khắc nghiệt khác nhau (nấm, sa mạc, bụi, bồ hóng, v.v.) có mức độ ảnh hưởng khác nhau đến thiết kế nhiệt của nó.
Ngoài các điều kiện ranh giới phức tạp, thách thức lớn nhất trong quản lý nhiệt của các sản phẩm điện tử trong ngành công nghiệp quốc phòng là sốc nhiệt trong thời gian ngắn.
Các sản phẩm điện tử này thường tiếp xúc với môi trường nhiệt quá cao.
Giả sử một máy bay chiến đấu phản lực đang đậu ở vùng biển Caribe đang chuẩn bị thực hiện một nhiệm vụ.
Máy bay lúc này đang ở mực nước biển, nhiệt độ và độ ẩm rất thích hợp.
Khi máy bay cất cánh, nó sẽ ở trong môi trường nhiệt độ cao, dưới mức đóng băng và các điều kiện biên của các sản phẩm điện tử sẽ được thay đổi trong vòng vài phút hoặc thậm chí vài giây. Do đó, các sản phẩm điện tử trong máy bay phải có thể hoạt động trong nhiều nhiệt độ môi trường xung quanh Làm việc.
(2) Chế biến lớn và sinh nhiệt cao
Do tính chất của nhiệm vụ quân sự, các sản phẩm điện tử này chắc chắn sẽ phải xử lý lượng dữ liệu tương đối lớn, đồng thời yêu cầu tốc độ xử lý dữ liệu nhanh hơn, tương ứng là thấp và nhiệt lượng tiêu thụ của các sản phẩm điện tử sẽ tăng mạnh.
Do đó, điều kiện môi trường khắc nghiệt và mức tiêu thụ nhiệt của chip ngày càng tăng nhanh khiến cho việc quản lý nhiệt của các sản phẩm điện tử trong ngành công nghiệp quốc phòng phải đối mặt với những thách thức rất lớn.
(3) Trọng lượng nhẹ và độ tin cậy hoàn hảo làm tăng độ khó của thiết kế nhiệt Đối với thiết bị điện tử trong môi trường khí quyển hoặc không gian bên ngoài, trọng lượng là một yếu tố rất quan trọng.
Trọng lượng càng nhẹ thì sản phẩm tiếp tục hoạt động được lâu hơn và giá thành càng giảm. Rõ ràng, do đặc điểm hiện có của máy bay chiến đấu phản lực, tên lửa, xe tăng ... là sản phẩm điện tử ở trong môi trường nhiệt khắc nghiệt nên độ tin cậy nhiệt của sản phẩm điện tử trong công nghiệp quốc phòng là một yếu tố rất quan trọng.
Do mức tiêu thụ nhiệt cao của các sản phẩm điện tử quân sự và môi trường làm việc khắc nghiệt, chúng thường tạo ra dòng nhiệt cao hơn. Tương tự như các sản phẩm điện tử khác, chúng phải có hệ thống làm mát tốt, đồng thời phải xem xét đến kích thước không gian, trọng lượng, mức tiêu thụ nhiệt và lượng nhiệt tiêu thụ của thiết bị. Che chắn điện từ và các yêu cầu khác.
Hiện nay, nhiều kỹ sư thích sử dụng phương pháp làm mát kết hợp để thiết kế nhiệt cho các sản phẩm điện tử.
Hầu hết các chip điện tử sử dụng tản nhiệt làm mát bằng không khí, thiết bị tản nhiệt làm mát bằng nước được sử dụng cho các thiết bị tiêu thụ nhiều nhiệt.
Nhưng đối với các thiết bị điện tử trong chuyến bay vũ trụ hoặc ngoài không gian thì không nên sử dụng phương pháp tản nhiệt này mà phải thiết kế hệ thống tản nhiệt bằng chất lỏng nhỏ gọn hơn.
Ví dụ, việc sử dụng vật liệu nền dẫn nhiệt cao, tấm nhiệt độ đồng nhất VC, ống dẫn nhiệt, TEC nhúng trong chip Die, làm mát bằng tia hoặc làm mát bằng chất lỏng ngâm trực tiếp, để nhiệt có thể được truyền sang chất lỏng, rồi sang chất lỏng. hệ thống làm mát Trong thiết bị trao đổi nhiệt.
Hiện tại, các sản phẩm tản nhiệt dùng trong quân trang và công nghệ cốt lõi đều do các doanh nghiệp đứng đầu kiểm soát.
Người ta hy vọng rằng nhiều vật liệu tản nhiệt có độ dẫn nhiệt cao hơn và hiệu suất xử lý tốt hơn sẽ xuất hiện trong nước trong vài năm tới, để chúng không chỉ đáp ứng khả năng tản nhiệt cho các sản phẩm điện tử quân sự mà còn cung cấp sự đảm bảo và bảo vệ cho hoạt động bình thường của thiết bị điện tử quân sự, và cũng có thể được quảng bá rộng rãi. Và được sử dụng để giải quyết thị trường điều khiển nhiệt của thiết bị dân dụng cao cấp, và thúc đẩy sự tích hợp công nghệ quân sự và dân sự.
