Calculatoare Termic
Comprezând Gestionarea Calorului
Baze thermice
Gestionarea termice adecvată este esențială pentru fiabilitatea și performanța semiconductoarelor.
- Temperatura de joncție Tj
- Temperatura camerii Tc
- Tehnica de răcire a sătriului la temperatură
- Temperatura ambiantă Ta
Calcularea Energiei Termice
Cum se calculează energia termică în diferite scenarii:
Tipul de energie | Formulă | Unități |
---|---|---|
Temperatură | Q = m × c × ΔT devine Q = m × c × ∆T. | Căldură J |
Energia cinetica | Q = C Efectivitatea | Joule |
3. Întinderea Termică
Resistența termică reprezintă opoziția la fluxul de căldură:
Tj = Ta + P × θja
theta_ja = theta_jc + theta_cs + theta_sa
când:
- temperatura de joncție la ambient
- θ jc: Conexiune la punctul de joncție și casă
- θcs: Caz la sâmbure
- temperatura ambianta
Analiza expansiunii termice
Călcularea dilatației termice în diferite materiale:
ΔL = α × L × ΔT
- alpha: Coeficient de dilatație lineară
- Lungimea originală
- ΔT: Schimbarea temperaturii
Coteferințe ale materialelor
- Bronz: 11-13 × 10⁻⁶/°C
- Aluminiul: 23-24 × 10⁻⁶/°C
- Câmpul de conducție: 16-17 × 10⁻⁶/°C
- Baza de căldură: 8-9 × 10−6/°C
7. Egalizarea Termică
Cum se calculează temperatura de echilibru termic:
Tipul de sistem | Faptă | Exemplu |
---|---|---|
C corpuri | Tf = m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂/m₁c₁ + m₂c₂ | Sistem metal-apă |
Cadouri multiple | Tf = Sumulmicromasurări cunoscute la temperaturi T individuale/Sumul micromasurărilor cunoscute la temperaturi T individuale. | Sisteme complexe |
Eficiența termică
Calea de calcul a eficienței termice în diferite sisteme:
Tipul de Sistem | Formulă | Câmpul tipic |
---|---|---|
Motorul de Căldură | Efectivitatea = Consumul de caloră la încărcare - Consumul de caloră la sarcină/Consumul de caloră la încărcare | 30-60% |
Ciclul Rankin | Efficiența termică = Potențial net / Calorul intră în reacțiune cu calorificul specific. | 37-47% |
10. Zonea de Limbaj Termic
Calcularea într-unghiul de limită termic:
Flux liniestrat
δt = 5x/√Reședința maximă × Pompaj
- Numărul Reynolds
- Numărul Prandtl
- Distanța de la unghiul de pornire
Parametri de Baza
- Velocitatea de flux
- Proprietăți ale fluidelor
- Temperatura suprafață
- Coficientul de transfer al calorului
10. Timpul de termen termic
Completarea răspunsului la întrebarea de calitate:
Parametru | Formulă | Aplicație |
---|---|---|
Constanta de timp | τ = R × C | Raspunsul transient |
Creșterea temperaturii | Ft = F0 * e^-t/τ | Comportament dinamic |
Análiza Stresului Termic
Cum se calculează stresul termic în materiale:
Parametrii | Faptă | Considerațiile |
---|---|---|
Stresa termică | σ = E × α × ΔT | Caracteristici ale materialului |
Energie Străină | U = σ²/2E × V | Efectele de volum |
12. Proiectarea termică a PCB-ului
Calculările termice ale PCB-ului și considerațiile:
Resistența termică via
Resistența termică = Inductivitate / Conductibilitate specifică × Arie de caldere × Numărul de căsuțe
- Numărul de vii
- Secțiunea traversărea a vii
- conducția în caustic de cupru
Proiectare de Alungire Thermală:
- Calcularea lățimii de vorbitor
- Spațiere de goluri aerian
- Lătima de cupru
- Angula de conectare
13. Calcularea zgomotului termic
Înțelegerea zgomotului termic în sistemele electronice:
Parametru | Formulă | Acesta este un commentariu de note. |
---|---|---|
Vântul de Voltaj | Vn = √4kTRB | Zgomotul lui Johnson |
Potențial de zgomot | Punctul de conexiune cu semnal Pn este egal cu temperatura specifică k a unui gaz ideal T multiplicată cu constanta lui Boltzmann B. | Putere disponabilă |
8. Directive de Proiectare
Bune practici pentru proiectarea termică:
- Marginea de temperatură 20% tipic
- Calibrare a puterii în funcție de temperatură
- Spațierea corectă a componentelor
- Optimarea fluxului de aer
- Puncte de măsurare termice
- Analiza cel mai rău posibil
Referința rapidă
Valori tipice
θJC: 0,5–5°C/KW
θcs: 0,2–1°C/W
θsa = 1–50 °C/W
Temperatura maximă de funcionare: 125-150°C
Substanțele termice
Căldură specificată pentru silicat: 0,7-3,0 W/m·K
Metaloxid: 3-8 W/m·K
Lichidul de Metal Liquedat: 40-80 W/m·K
Consele de proiectare
- Utilizați o compusă termică adecvată.
- Asegurați un bun contact de superficie
- Considerarea direcției fluirii aerului
- puncte critice
- „Adaugarea senzorilor de temperatură“
- Program de menținere