Projektowanie konstrukcyjne i termiczne sprzętu elektronicznego
Wymagania współczesnego sprzętu elektronicznego dotyczące wskaźnika wydajności, niezawodności i gęstości mocy stale się poprawiają. Dlatego też projektowanie termiczne sprzętu elektronicznego staje się coraz ważniejsze. W procesie projektowania sprzętu elektronicznego szczególne znaczenie mają urządzenia energetyczne, których stan pracy będzie miał wpływ na niezawodność całej maszyny. Ze względu na ciągły wzrost wytwarzania ciepła przez urządzenia dużej mocy, rozpraszanie ciepła przez powłokę opakowania nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania na odprowadzanie ciepła. Konieczne jest rozsądne dobranie metod rozpraszania ciepła i chłodzenia, aby zapewnić efektywne odprowadzanie ciepła, kontrolę temperatura elementów elektronicznych poniżej określonej wartości i realizuje kanał przewodzenia ciepła pomiędzy źródłem ciepła a środowiskiem zewnętrznym, aby zapewnić płynny eksport ciepła.
Projekt płytki PCB:
Ponieważ sprzęt elektroniczny ma trudności z rozpraszaniem ciepła poprzez konwekcję i promieniowanie, rozpraszanie ciepła może odbywać się głównie poprzez przewodzenie. Aby skrócić drogę przewodzenia i zrealizować rozsądny układ, w procesie projektowania należy zainstalować urządzenia grzewcze w obudowie. Podłączenie płytki drukowanej odbywa się poprzez gniazdo, co pozwala na ograniczenie długości kabla połączeniowego, ułatwienie przepływu powietrza oraz realizację ustawienia minimalnego oporu cieplnego i najkrótszej drogi odprowadzania ciepła, unikając cyrkulacji ciepła w skrzynce.
Konstrukcja płyty termicznej:
Niektóre urządzenia są pakowane w TGA i PLCC z czterema pinami. Na przykład głównym elementem chłodzącym jest procesor, dlatego należy zastosować skuteczne środki odprowadzania ciepła. W tym momencie można otworzyć kwadratowe otwory w płycie przewodzącej ciepło, aby ustąpić miejsca urządzeniu, a na górze urządzenia można docisnąć małą płytkę przewodzącą ciepło, aby skierować ciepło do płyty termicznej PCB.
Aby zapewnić dobry kontakt małej płytki termicznej z urządzeniem i płytką termiczną PCB oraz poprawić skuteczność przewodzenia ciepła, nałóż izolacyjny smar termiczny lub podkładkę izolacyjną z gumowej płytki przewodzącej ciepło na powierzchnię styku, aby końcówka urządzenia miała bliski kontakt z płytka termiczna PCB. Aby płyta na drugim końcu miała ścisły kontakt ze ścianą obudowy, płyta termiczna PCB i ściana obudowy są połączone za pomocą konstrukcji dociskowej w kształcie klina. Struktura ta może być stosowana w płytkach PCB ze skoncentrowanym radiatorem i dużą mocą odprowadzania ciepła.
Konstrukcja radiatora chłodzącego:
W procesie projektowania radiatora należy w pełni uwzględnić strukturalne ciśnienie wiatru, koszt, technologię przetwarzania, wydajność rozpraszania ciepła i inne warunki sprzętu elektronicznego. Żebra radiatora muszą być cienkie, ale będą prowadzić do problemów w procesie przetwarzania. Zmniejszenie odstępu między żebrami zwiększy obszar odprowadzania ciepła, ale zwiększy opór powietrza i wpłynie na odprowadzanie ciepła. Zwiększanie wysokości żeber może zwiększyć obszar rozpraszania ciepła, co zwiększy rozpraszanie ciepła. Jednakże w przypadku żeber prostych o jednakowym przekroju przenikanie ciepła nie wzrośnie po zwiększeniu wysokości żebra o pewien stopień. Jeśli wysokość żebra będzie nadal rosnąć, wydajność żebra zostanie zmniejszona, a opór powietrza wzrośnie.
W procesie projektowania termicznego elementów elektronicznych i konstrukcji sprzętu należy przeanalizować sposób wymiany ciepła przez elementy elektryczne i sprzęt oraz wziąć pod uwagę środowisko termiczne i inne czynniki elementów elektrycznych. W oparciu o odpowiednie parametry tego projektu, przy użyciu odpowiednich metod ostatecznie realizowany jest projekt termiczny. Dzięki weryfikacji symulacyjnej wydajność robocza tego sprzętu jest stabilna i może spełnić wymagania użytkowników dotyczące wysokiej niezawodności sprzętu.
