Comment gérer le problème thermique de l'alimentation

Lorsque l'alimentation fonctionne, elle génère de la chaleur et l'augmentation continue de la température a un impact sur les performances, ce qui peut éventuellement entraîner une défaillance du système. De plus, une surchauffe peut raccourcir la durée de vie des composants et affecter la fiabilité à long terme.

 Solutions de gestion thermique

La gestion thermique suit les principes de base de la physique et la chaleur peut être transmise de trois manières : rayonnement, conduction et convection. Pour la plupart des systèmes électroniques, le refroidissement requis est obtenu en éloignant la chaleur de la source de chaleur, puis en la transférant ailleurs par convection. La conception thermique nécessite la combinaison de divers matériels de gestion thermique pour atteindre efficacement la conduction et la convection requises, les trois les plus couramment utilisées. les éléments de refroidissement sont des dissipateurs thermiques, des caloducs et des ventilateurs,

le radiateur et le caloduc sont des systèmes de refroidissement passifs sans alimentation électrique, tandis que le ventilateur est un système de refroidissement à air pulsé actif.

les dissipateurs thermiques sont en aluminium ou en cuivre qui captent la chaleur d'une source de chaleur par conduction et la transfèrent à un flux d'air (dans certains cas, de l'eau ou un autre liquide) pour permettre la convection.

Les radiateurs se présentent sous des milliers de tailles, de spécifications et de formes, des petites ailettes métalliques estampées connectées à un seul transistor aux grandes pièces extrudées avec de nombreuses ailettes (formes de doigts) qui interceptent le flux d'air convectif et transfèrent la chaleur à ce flux. Les radiateurs ont les avantages de ne pas avoir de pièces mobiles, de coûts de fonctionnement, de modes de défaillance, etc. Une fois le dissipateur de chaleur connecté à la source de chaleur, la convection se produit naturellement lorsque l'air chaud monte, démarrant et entretenant un flux d'air.

Bien que les radiateurs soient faciles à utiliser, ils présentent certains inconvénients :

Les radiateurs qui transmettent de grandes quantités de chaleur doivent avoir une grande taille, un coût élevé et un poids élevé, et doivent être placés correctement, ce qui affectera ou limitera la disposition physique de la carte de circuit imprimé ;

Les ailettes peuvent être bloquées par la poussière dans le flux d'air, ce qui réduit l'efficacité ;

Il doit être correctement connecté à la source de chaleur afin que la chaleur puisse circuler en douceur de la source de chaleur vers le radiateur.

Caloduc

C'est un autre composant important de la gestion thermique et il peut transférer la chaleur d'un point A à un point B sans aucune forme de mécanisme de force active. Un tube métallique scellé contenant un noyau de frittage et un fluide de travail, qui n'agit pas lui-même comme un radiateur, absorbe la chaleur d'une source de chaleur et la transfère vers une zone plus froide. Les caloducs peuvent être utilisés lorsqu'il n'y a pas assez d'espace pour placer un radiateur près d'une source de chaleur ou lorsque le débit d'air est insuffisant, les caloducs fonctionnent efficacement et peuvent transférer la chaleur de la source vers un endroit plus gérable.

le principe de fonctionnement du caloduc est simple et ingénieux :

La source de chaleur convertit le fluide de travail en vapeur dans le tube scellé, et la vapeur transporte la chaleur vers l'extrémité la plus froide du caloduc, à cette extrémité, la vapeur se condense en un liquide et dégage de la chaleur, et le fluide retourne au plus chaud fin. Ce processus de transition gaz-liquide fonctionne en continu et n'est entraîné que par la différence de température entre les extrémités froides et chaudes, la connexion d'un radiateur ou d'un autre dispositif de refroidissement à l'extrémité froide peut résoudre le problème de dissipation thermique du point chaud local où le flux d'air est bloqué.

Ventilateur

C'est le premier pas vers des radiateurs actifs à refroidissement par air forcé, il peut accélérer la dissipation de la chaleur et refroidir le système d'alimentation.

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