ניו-טק מגזין | אוקטובר 2023 | המהדורה הדיגיטלית

מדריך ליסודות הניהול התרמי במערכות אלקטרוניות

Mouser Electronics מאת מרק פטריק, »

כיבים אלקטרוניים אוהבים לפעול ר כשהם קרים. האמינות של כל חלק, המדגים אפקט של חימום עצמי פנימי, תפחת יחד עם האמינות של חלקים אחרים סביבו. עם הזמן, החום שנוצר עלול לגרום גם לעיוות של המעגל המודפס, תופעה העלולה לפגוע בשלמות החיבורים לרכיבים אחרים ולהשפיע על העכבות של הפסים המוליכים. במרבית המקרים, החשודים המיידיים ביצירת פסולת החום הם ספקי כוח ומגברי הספק מכל סוג ]). אולם, גם RF שהוא (שמע או תדרי רדיו [ ), מודולי SoCs מערכות חדישות על שבבים ( המרת הספק ומיקרו-מעבדים חזקים עלולים לייצר חום פנימי ניכר. מאמר זה בוחן מקורות חום אפשריים ביישום המבוסס על אלקטרוניקה, ומתמקד בשיטות שונות של ניהול תרמי. חיפוש מקורות חום ניהול תרמי הוא היבט חיוני של תכן אלקטרוני, כיוון שהוא מסייע בוויסות הטמפרטורה של ההתקנים האלקטרוניים ובמניעת נזק הנובע מהתחממות יתר. הפעולה השוטפת של רכיבים אלקטרוניים מסוימים מייצרת חום. אם החום אינו מתפזר כראוי,

נמוכים יותר, תמיד יגרמו DC למתחי AC להפסדים כלשהם. הנצילות של ספק כוח משתנה בדרך כלל בהתאם לתנאי העומס ולטופולוגיה של הממיר. לדוגמה, הנצילות XP Power המרבית של ספק הכוח הממותג 160 של AC / DC , התומך בהספק ASB 160 בתנאי עומס מלא. 93% עד 91% ואט, היא 9% מפרט נצילות זה מצביע על כך, שעד הוואט של אנרגיית כניסת הקו 160 מתוך וואט) יחייבו פיזור. מקורות 14.4 , (כלומר החום הצפויים בספק כוח כוללים רכיבי ממותגים, דיודות ומשרנים. MOSFET במעגלי MOSFET רכיבי ה- דוחפי מנועים: דוחפי השער של מנועים תעשייתיים בעלי הספק גבוה מסוגלים לייצר כמות משמעותית של חום לא רצוי. השלב הסופי של מוליכים למחצה או מודולים משולבים כולל בדרך כלל את מקורות החום העיקריים, שמחייבים גופי קירור ורכיבים תרמיים אחרים. ההתנגדות הטורית הפנימית בשרשרת ההולכה של רכיב , או של רכיבי מוליכים למחצה MOSFET אחרים המשמשים ליישומי הספק, עשויה להיות נמוכה יחסית. אולם, החום הנוצר עלול להיות משמעותי ביישומים התומכים בזרמים ובמתחים גבוהים.

הוא עלול לקצר את חיי השירות הכוללים של רכיבים אלה או לגרום נזק בלתי הפיך. ניהול תרמי נועד לשמור על טמפרטורות פעולה בטוחות של רכיבים אלקטרוניים, ולהבטיח אמינות וביצועים שלהם לאורך זמן. החום שנוצר נחשב להפסד אנרגיה, המעיד על הפחתה של הנצילות האנרגטית. כפי שנגלה בהמשך מאמר זה, ניתן לפזר חום בשיטות שונות – החל מקירור מאולץ באוויר באמצעות מאוורר ועד להסעה של החום באמצעות גוף קירור. כאשר שוקלים ניהול תרמי, יש להבין את הטווח הבטוח של טמפרטורות הפעולה של כל רכיב בתכן. גיליונות נתונים מספקים בדרך כלל מידע זה, ומציינים טווח בין גבול הטמפרטורה התחתון לעליון, המכונה לעיתים קרובות אזור הפעולה הבטוחה מגדיר את הטווח שבו הרכיב SOA ). ה- SOA ( יפעל באופן אמין – ללא התנהגות בלתי צפויה או התיישנות מוקדמת. שיקול חשוב נוסף הוא טמפרטורת הסביבה, שבה יפעל המעגל באופן שוטף. יישומים ורכיבים, העלולים לייצר חום לא רצוי, כוללים: ספקי כוח, הממירים מתח רשת המרת מתח:

New-Tech Magazine l 38