Resistência térmica do dispositivo elétrico

À medida que o equipamento se torna mais potente e compacto, engenheiros de diferentes setores têm feito esforços incessantes no gerenciamento térmico de produtos eletrônicos. Embora existam muitas soluções criativas que podem retirar energia térmica por meio de dispositivos de condução de calor de alta temperatura, como ventiladores, resfriadores de líquido e tubos de condução de calor, o próprio dispositivo também fez muitos progressos para otimizar fundamentalmente o desempenho térmico.

Temperatura de trabalho:

Ao projetar produtos finais, como equipamentos IOT, ferramentas médicas ou dispositivos sensores industriais, quase todos os dispositivos consideram a temperatura ambiente máxima de operação como parâmetro. A temperatura ambiente máxima é definida pelo fabricante do dispositivo para garantir que o desempenho do equipamento atinja um padrão aceitável e as características físicas não sejam danificadas. Por exemplo, alguns transistores chaveadores podem suportar cargas de potência muito altas, mas suas junções semicondutoras internas derreterão se expostas a uma temperatura ambiente muito alta. Além disso, a temperatura afetará diretamente a condutividade do material. Se a temperatura máxima de operação for excedida, o desempenho do dispositivo pode ser alterado.

Remova o calor da fonte:

Dispositivos com consumo de energia interno fixo e limites de temperatura ambiente, como a maioria dos dispositivos de conversão de energia e CIs, a temperatura da superfície da caixa depende da resistência térmica interna e da eficiência da transferência de calor. A resistência térmica interna descreve a eficiência da transferência de calor da fonte de calor para a superfície do dispositivo. No entanto, quando a maioria das pessoas pensa em gerenciamento de calor, elas pensam na eficiência da transferência de calor dos dispositivos para o ambiente, por convecção, transmissão de calor condutiva ou radiante. Esses métodos são geralmente trocadores de calor passivos, ventiladores, sistemas de refrigeração líquida, tubos de calor e dissipadores de calor.

A melhor maneira de manter uma boa temperatura do invólucro é alterar diretamente a resistência térmica interna do equipamento e a eficiência da dissipação de calor para o ambiente circundante. Um dispositivo de gerenciamento térmico perfeito tem resistência térmica zero e dissipação infinita de calor. No entanto, como os dispositivos são feitos de materiais do mundo real, cada material tem suas próprias características de resistência térmica e nenhum sistema pode transferir calor perfeitamente, os projetistas de sistemas devem tentar otimizar o desempenho térmico de cada dispositivo principal desde o estágio inicial do projeto.

Variável fixa:

Como sabemos, os vários parâmetros do aplicativo geralmente são fixos, portanto, o projeto precisa ser desenvolvido para atender a esses requisitos. Em alguns casos, a eficiência do dispositivo, a temperatura ambiente e o mecanismo de transferência de calor do sistema dependem da aplicação final. Em muitos casos, se o dispositivo deve atingir condições de operação aceitáveis ​​e baixa temperatura do invólucro, a única maneira é melhorar o design térmico interno e selecionar o dispositivo com baixa resistência térmica interna.