Projektowanie termiczne wojskowego sprzętu elektronicznego
Wraz z szybkim rozwojem nauki i techniki sprzęt elektroniczny związany z obronnością państwa i sprzętem wojskowym staje się coraz bardziej złożony, nowoczesny i inteligentny. Jednocześnie, ze względu na wymagania zastosowań wojskowych w zakresie miniaturyzacji produktów, lekkości, dostosowywania i wysokiej niezawodności, inżynierowie stają przed szeregiem wyzwań w procesie projektowania, takich jak kompatybilność elektromagnetyczna na fali milimetrowej, chłodzenie i odprowadzanie ciepła pod wpływem wysokiej temperatury strumień, uszczelnienie w trudnych warunkach i tak dalej.
Wyzwania dotyczące projektowania termicznego sprzętu wojskowego:
1. Środowisko pracy sprzętu wojskowego jest złożone. Wysokość, wysoka temperatura, niska temperatura, wilgotność, szok temperaturowy, słoneczne promieniowanie cieplne, wibracje szokowe, lód i różne trudne warunki (grzyby, pustynia, kurz, sadza itp.) mają różny wpływ na jego konstrukcję termiczną. Oprócz skomplikowanych warunków brzegowych największym wyzwaniem termicznego zarządzania wyrobami elektronicznymi w narodowym przemyśle obronnym jest napotkanie przejściowego szoku termicznego. Te produkty elektroniczne często znajdują się w ekstremalnym środowisku termicznym.
2. Duży zabieg i wysoka kaloryczność. Ze względu na charakter zadań wojskowych te produkty elektroniczne są zmuszone do przetwarzania dużej ilości danych. Jednocześnie wymagają szybszej szybkości przetwarzania danych, która jest odpowiednio niska, a zużycie ciepła przez produkty elektroniczne gwałtownie wzrośnie. Dlatego złe warunki środowiskowe i gwałtowny wzrost zużycia ciepła przez chipy sprawiają, że gospodarka termiczna produktów elektronicznych w narodowym przemyśle obronnym staje przed wielkimi wyzwaniami.
3. Lekkość i doskonała niezawodność zwiększają trudność projektowania termicznego. W przypadku sprzętu elektronicznego w atmosferze lub przestrzeni kosmicznej bardzo ważnym elementem jest waga. Im lżejsza waga, tym dłużej produkt działa i tym niższy koszt.
Konstrukcja termiczna urządzenia wojskowego:
Ze względu na wysokie zużycie ciepła i złe środowisko pracy wojskowych produktów elektronicznych, chipy zwykle wykazują większy przepływ ciepła. Podobnie jak inne produkty elektroniczne, muszą mieć dobry system chłodzenia, w którym należy uwzględnić wymagania dotyczące wielkości przestrzeni roboczej sprzętu, wagi, zużycia ciepła, ekranowania elektromagnetycznego i tak dalej. Obecnie wielu inżynierów woli używać chłodzenia hybrydowego do termicznego projektowania produktów elektronicznych. Większość chipów elektronicznych wykorzystuje chłodzenie powietrzem do rozpraszania ciepła i chłodzenie cieczą w przypadku urządzeń o dużym zużyciu ciepła. Jednak w przypadku urządzeń elektronicznych do lotów kosmicznych lub kosmicznych ten sposób chłodzenia nie jest pożądany i należy zaprojektować bardziej zwarty system chłodzenia cieczą. Na przykład, użycie materiałów podłoża o wysokiej przewodności cieplnej, komora parowa, rura cieplna, TEC osadzona w matrycy chipowej, chłodzenie strumieniowe lub bezpośrednie zanurzenie w cieczy może przenosić ciepło do cieczy, a następnie do wymiennika ciepła systemu chłodzenia cieczą.
