Како одржавати ниску температуру: избор радијатора и основа примене
Већина електронских компоненти, посебно микропроцесора и микроконтролера, наставља да повећава термичку густину због сталног смањења њихове величине. С обзиром да су очекивани животни век, поузданост и перформансе обрнуто пропорционални радној температури уређаја, резултат ове еволуције је да су термални дизајн и управљање постали главни проблем дизајна. Стога је одговорност дизајнера [ГГ] #39 да има јасно разумевање ефикасног управљања топлотом и доступних решења за радијаторе како би се радна температура опреме одржавала у опсегу који је одредио добављач.
Принцип рада радијатора је повећање површине уређаја изложеног расхладној течности (ваздуху). Ако је радијатор правилно инсталиран, може смањити температуру опреме побољшањем преноса топлоте преко границе чврстог ваздуха на хладнији амбијентални ваздух.
Овај чланак описује избор хладњака и пружа смернице за правилан дизајн, избор компоненти и најбоље праксе за постизање одличних топлотних перформанси. Такође описује решење радијатора Охмите [ГГ] #39 као пример. Већина електронских компоненти, посебно микропроцесора и микроконтролера, наставља да повећава термичку густину због сталног смањења њихове величине. С обзиром да су очекивани животни век, поузданост и перформансе обрнуто пропорционални радној температури уређаја, резултат ове еволуције је да су термални дизајн и управљање постали главни проблем дизајна. Стога је одговорност дизајнера [ГГ] #39 да има јасно разумевање ефикасног управљања топлотом и доступних решења за радијаторе како би се радна температура опреме одржавала у опсегу који је одредио добављач.
Принцип рада радијатора је повећање површине уређаја изложеног расхладној течности (ваздуху). Ако је радијатор правилно инсталиран, може смањити температуру опреме побољшањем преноса топлоте преко границе чврстог ваздуха на хладнији амбијентални ваздух.
Овај чланак описује избор хладњака и пружа смернице за правилан дизајн, избор компоненти и најбоље праксе за постизање одличних топлотних перформанси. Такође описује решење радијатора Охмите [ГГ] #39 као пример.
Снага у интегрисаном колу (ИЦ) се расипа у облику топлоте из активног транзисторског споја, а температура споја је пропорционална расипаној снази. Произвођач наводи максималну температуру споја, али она је углавном око 150°Ц. Прекорачење ове температуре споја генерално ће узроковати оштећење уређаја, тако да дизајнер мора пронаћи начине да пренесе што је могуће више топлоте из ИЦ-а. Да би то урадили, могу се ослонити на прилично једноставан модел за мерење протока топлоте. Овај модел је сличан електричном прорачуну Омовог закона, заснованом на концепту топлотног отпора, са симболом θ.
Топлотни отпор се односи на отпор који се јавља када топлота тече из једног медијума у други. Његова јединица је Целзијус/Ват (°Ц/В), што је дефинисано на следећи начин:
у:
θ је топлотни отпор преко топлотне баријере у ℃/В. ∆Т је температурна разлика преко термалне баријере у ℃.
П је снага коју расипа чвор, у ватима. Од физичког распореда ИЦ-а и хладњака, постоји много термалних интерфејса. Први је између споја и кућишта ИЦ-а и представљен је топлотним отпором θјц.
Расхладни елемент је везан за ИЦ коришћењем термалног материјала интерфејса (ТИМ) као што је термална паста или термална трака да би се побољшала топлотна проводљивост између два уређаја. Овај топлотно проводљиви слој генерално има веома низак топлотни отпор, који је део топлотног отпора од шкољке до хладњака и представљен је са θцс. Последњи ниво је интерфејс између радијатора и околног окружења, означен са θса.
Топлотни отпор је попут отпорника у електронским колима, који су повезани у серију. Збир свих топлотних отпора је укупан топлотни отпор од споја до ваздуха околине.
Генерално, добављачи ИЦ-а ће имплицитно или експлицитно специфицирати топлотни отпор од споја до кућишта. Ова спецификација може бити дата у облику максималне температуре кућишта, елиминишући један од елемената термичке отпорности. Дизајнер ИЦ апликације нема контролу над карактеристикама топлотног отпора споја на кућиште. Међутим, дизајнер може да изабере карактеристике ТИМ-а и хладњака да би потпуно охладио ИЦ и одржао температуру споја испод наведене максималне температуре. Уопштено говорећи, што је мањи топлотни отпор ТИМ-а и хладњака, то је нижа температура кућишта ИЦ-а за хлађење.
Из перспективе одвођења топлоте, избор радијатора је релативно једноставан. Као што је горе поменуто, хладњак серије Охмите БГ пружа изводљиво решење за проблем хлађења ИЦ-а у БГА пакетима.
