Alat Penghitung Panas

Memahami Pengelolaan Termal

Basis Termal

Pengelolaan termal yang tepat sangat penting untuk kehandalian dan kinerja semiconductor.

  • Suhu titik leleh Tj
  • Suhu kasar Tc
  • Suhu pembekuan Ts
  • Suhu lingkungan Ta

2. Penghitungan Energi Panas

Bagaimana menghitung energi termal dalam skenario yang berbeda-beda:

Jenis EnergiBerdasarkanSatuan
Dari SuhuQ = m × c × ΔT menjadi:Joule
Energi KinetikQ = KE × efisiensiJoule J

3. Tegangan Panas

Keterangkapan termal mewakili ketegangan lawan aliran panas:

Ti = Ta + P × θja

θja = θjc + θcs + θsa

Di mana:

  • Penghamparan pada suhu lingkungan
  • theta jc = sudut antara titik perpaduan dan casing
  • θcs: Kasus untuk menyerap panas
  • suhu keluar ke lingkungan

Analisis Ekspansi Termal

Menentukan perluasan termal dalam bahan-bahan berbeda:

Perubahan Induktif ΔL = Alpha × Panjang Induksi L × Perubahan Suhu ΔT

  • Koefisien ekspansi linear
  • Panjang asli
  • Perubahan suhu

Kapasitas Bahan

  • Logam: 11-13 × 10⁻⁶/°C
  • Bahan aluminum: 23-24 × 10⁻⁶/°C
  • Kuningan: 16-17 × 10⁻⁶/K
  • Ukuran kaca: 8-9 × 10⁻⁶/°C

7. Keseimbangan Termal

Bagaimana menghitung suhu setara termal:

Tipe SistemFormulaContoh
Dua Tubuhtf = m₁c₁t₁ + m₂c₂t₂/m₁c₁ + m₂c₂Sistem air-metal
Bodies yang Berulangtf = rata-rata mikrohenry per unit suhu °CSistem kompleks

Effisiensi Termal

Bagaimana cara menghitung efisiensi termal dalam sistem yang berbeda:

Jenis SistemFormulaRangkaian Umum
Mesin PanasHamil = Kapasitas Panas - Kapasitas Tidak Aktif / Kapasitas Panas30-60% terjemahan:
Siklus RankineEfisiensi = Tenaga Rendah / Daya Masuk35% - 45%

Lapisan Batas Termal

Menghitung ketebalan lapisan batas termal:

Aliran Udara Lembaran

Δt = 5x / √Rx × Rp

  • Nomor Reynolds
  • Nomor Prandtl
  • x: Jarak dari ujung awal

Pengaturan Kunci:

  • Kecepatan aliran
  • Sifat cairan
  • Suhu permukaan
  • Kontak Panas

Waktu Konstanta Termal

Pemahaman respons suhu waktu

ParameterFormulaAplikasi
Waktu Konstantatau τ sama dengan konduktivitas panas R kali kapasitansi CRespons Transien
Naik SuhuFt = Tf1 - ek-t/τKedalaman perilaku dinamis

Analisis Stres Termik

Bagaimana menghitung stres termal pada bahan-bahan:

ParameterFormulaPertimbangan
Stres TermikKoefisien panas σ adalah produk dari tegangan statis E, faktor relatif panas α, dan perbedaan suhu ΔT.Sifat material
Energi TarikU = σ²/2E × VEfek Volume

Desain Termal Papan Terintegrasi PCB

Penghitungan dan pertimbangan termal pada PCB:

Tegangan Panas Riset Termal

Rantai panas Rth = Induktansi L/Kelaran termal k × Luas permukaan A × Jumlah kerangka N

  • Jumlah saluran
  • Aksess: Melalui potongan perspektif
  • Kandungan copper: Kejelasan konduktivitas

Desain Alih Bahan Panas

  • Lebar Spoken perhitungan
  • Gap ruang vakum
  • Lepasannya tembaga
  • Sudut Kontak

13. Penghitungan Suara Panas

Memahami kebisingan termal dalam sistem elektronika:

ParameterFomulaCatatan
Beban Tegangan BergetarVn = √4 × 10^3 × T × R × BBabakarahan Johnson
Daya KacauanPin = kemasan panasEnergi yang tersedia

Pedoman Desain

Praktik terbaik untuk perancangan termal:

  • Margin suhu 20% umum
  • Penyusutan daya pada suhu
  • Spasial komponen yang tepat
  • Optimasi aliran udara
  • Poin pengukuran termal
  • Analisis kasus terburuk

Referensi Cepat

Nilai Kustom

θjc: 0,5-5°C/JW
Tergantung pada nilai panas W, perubahan suhu °C dapat dirakit dengan cara sebagai berikut:
Thermalkonfigurasi pemanas: 1-50°C/W
Tunjangan maksimum Tjmax: 125-150°C

Bahan Pelumas Panas

Karet Silikon: 0,7-3,0 W/m·K
Kabut Oksida: 3-8 W/m·K
Bahan Logam Cairan: 40-80 W/m·K

Tips Desain

  • Gunakan bahan padat panas yang tepat.
  • Pastikan kontak permukaan baik.
  • Periksa arah aliran angin
  • Pantau titik-titik kritis
  • Tambah sensor suhu
  • Perencanaan untuk perawatan