Comment réduire la résistance thermique d'un appareil électrique
À mesure que les équipements deviennent plus puissants et plus compacts, les ingénieurs de différentes industries déploient des efforts inlassables dans la gestion thermique des produits électroniques. Bien qu'il existe de nombreuses solutions créatives permettant d'évacuer l'énergie thermique grâce à des dispositifs de conduction thermique à haute température tels que des ventilateurs, des refroidisseurs de liquide et des tubes de conduction thermique, le dispositif lui-même a également fait de nombreux progrès pour optimiser fondamentalement les performances thermiques.
Température de fonctionnement:
Lors de la conception de produits finaux tels que des équipements IOT, des outils médicaux ou des capteurs industriels, presque tous les appareils prennent comme paramètre la température ambiante maximale de fonctionnement. La température ambiante maximale est fixée par le fabricant de l'appareil pour garantir que les performances de l'équipement atteignent un niveau acceptable et que les caractéristiques physiques ne soient pas endommagées. Par exemple, certains transistors de commutation peuvent supporter des charges de puissance très élevées, mais leurs jonctions semi-conductrices internes fondront si elles sont exposées à une température ambiante trop élevée. De plus, la température affectera directement la conductivité du matériau. Si la température maximale de fonctionnement est dépassée, les performances de l'appareil peuvent être modifiées.
Retirez la chaleur de la source :
Appareils avec une consommation d'énergie interne fixe et des seuils de température ambiante, comme la plupart des dispositifs de conversion de puissance et des circuits intégrés, la température de surface du boîtier dépend de la résistance thermique interne et de l'efficacité du transfert de chaleur. La résistance thermique interne décrit l'efficacité du transfert de chaleur de la source de chaleur à la surface de l'appareil. Cependant, lorsque la plupart des gens pensent à la gestion de la chaleur, ils pensent à l’efficacité du transfert de chaleur des appareils vers l’environnement, transfert de chaleur par convection, conduction ou rayonnement. Ces méthodes sont généralement des échangeurs de chaleur passifs, des ventilateurs, des systèmes de refroidissement liquide, des caloducs et des dissipateurs thermiques.
La meilleure façon de maintenir une bonne température de coque est de modifier directement la résistance thermique interne de l'équipement et l'efficacité de la dissipation thermique vers l'environnement. Un dispositif de gestion thermique parfait a une résistance thermique nulle et une dissipation thermique infinie. Cependant, étant donné que les appareils sont fabriqués à partir de matériaux réels, chaque matériau possède ses propres caractéristiques de résistance thermique et aucun système ne peut transférer parfaitement la chaleur. Les concepteurs de systèmes doivent donc essayer d'optimiser les performances thermiques de chaque appareil clé dès le début de la conception.
Variable fixe :
Comme nous le savons, les différents paramètres de l’application sont généralement fixes, la conception doit donc être développée pour répondre à ces exigences. Dans certains cas, l'efficacité de l'appareil, la température ambiante et le mécanisme de transfert de chaleur du système dépendent de l'application finale. Dans de nombreux cas, si l'appareil doit atteindre des conditions de fonctionnement acceptables et une température de boîtier basse, le seul moyen est d'améliorer la conception thermique interne et de sélectionner l'appareil avec une faible résistance thermique interne.
