熱設計と管理

過熱 (温度上昇) は、製品の安定した信頼性の高い動作にとって常に敵でした。熱管理の研究開発担当者が製品のデモンストレーションと設計を行う場合、さまざまな市場エンティティのニーズに対応し、パフォーマンス指標と包括的なコストの間で最適なバランスを実現する必要があります。

電子部品は基本的に抵抗器の熱雑音、温度上昇の影響によるトランジスタのPNジャンクション電圧の低下、高温と低温でのコンデンサの静電容量値の不一致など、温度パラメータの影響を受けるためです。 .

熱画像カメラを柔軟に使用することで、研究開発担当者は放熱設計のあらゆる面で作業効率を大幅に向上させることができます。

熱管理

1. 熱負荷の迅速な評価

熱画像カメラは、製品の温度分布を視覚的に画像化できるため、研究開発担当者が熱分布を正確に評価し、過度の熱負荷のある領域を特定し、その後の放熱設計をより的を絞ったものにするのに役立ちます。

下図のように赤いほど温度が高いことを意味します。

▲プリント基板

2. 放熱スキームの評価と検証

設計段階では、さまざまな放熱スキームがあります。赤外線カメラは、研究開発担当者がさまざまな熱放散スキームを迅速かつ直感的に評価し、技術的なルートを決定するのに役立ちます。

たとえば、個別の熱源を大型の金属製ラジエーターに配置すると、熱がアルミニウムを介してフィン (フィン) にゆっくりと伝導されるため、大きな熱勾配が生成されます。

研究開発担当者は、ラジエーターにヒート パイプを埋め込むことで、ラジエーター プレートの厚さとラジエーターの面積を減らし、ノイズを低減するために強制対流への依存を減らし、製品の長期安定動作を確保することを計画しています。熱画像カメラは、エンジニアがプログラムの有効性を評価するのに非常に役立ちます

上の図は次のように説明しています。

► 熱源電力 150W;

►左の写真: 従来のアルミニウム製ヒートシンク、長さ 30.5cm、ベースの厚さ 1.5cm、重量 4.4kg。熱源を中心に熱が徐々に拡散していることがわかります。

►右写真：ヒートパイプ5本埋め込み後のヒートシンク、長さ25.4cm、ベース厚0.7cm、重量2.9kg。

従来のヒートシンクに比べ、材料を34%削減。ヒートパイプは等温的に熱を奪うことができ、ラジエーターの温度分布は均一であり、熱伝導に必要なヒートパイプは3つだけであることがわかり、さらにコストを削減できる可能性があります。

さらに、研究開発担当者は、熱源とヒートパイプラジエーターのレイアウトと接触を設計する必要があります。研究開発担当者は、赤外線サーマル イメージング カメラの助けを借りて、熱源とラジエーターがヒート パイプを使用して熱の分離と伝達を実現できることを発見しました。これにより、製品の設計がより柔軟になります。

上の図は次のように説明しています。

► 熱源電力 30W;

►左の写真: 熱源は従来のヒートシンクと直接接触しており、ヒートシンクの温度は明らかな温度勾配分布を示しています。

►右の写真: 熱源は、ヒート パイプを介してヒートシンクに熱を分離します。ヒートパイプが熱を等温的に伝達し、ヒートシンクの温度が均一に分布していることがわかります。ヒートシンクが周囲の空気を加熱するため、ヒートシンクの遠端の温度は近端よりも 0.5°C 高くなります。空気は上昇して集まり、ラジエータの遠端を加熱します。

► 研究開発担当者は、ヒート パイプの数、サイズ、位置、および分布の設計をさらに最適化できます。