Định lượng Cường độ Nhiệt
Trình hiểu Độ Cứng Thân nhiệt
Khả năng nhiệt là sự khác biệt nhiệt độ theo đơn vị lưu lượng nhiệt qua một cấu trúc. Đây là rất quan trọng đối với quản lý nhiệt trong các hệ thống điện tử.
θ tổng = θ chất lưu + θ nhiệt độ + θ hiệu ứng sức nóng dẫn tiếp
1/Therm ảnh tổng quát = 1/Therm ảnh đầu tiên + 1/Therm ảnh thứ hai + ... Mặc định parallèle
Thay đổi nhiệt độ = Lượng nhiệt × độ bền nhiệt tổng quát
Kích thước liên kết = t / k × P
Đường dẫn nhiệt
Đường dẫn nhiệt là con đường mà nhiệt lượng đi từ nguồn đến môi trường xung quanh:
- Kết nối giữa điểm hội tụ và vỏ tự nhiên
- Bố cục nhiệt dẫn đến nhiệt độ dẫn nhiệt
- Nhiệt độ bọc nhiệt - nhiệt độ môi trường nội tại
- Thêm các con đường song song khác nhau
- Cơ chế dẫn nhiệt trên tấm PCB
Khả năng tiếp xúc nhiệt
Khí áp trở kháng xuất hiện tại giao diện giữa hai bề mặt và có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất nhiệt tổng thể.
Cách giảm ma sát tiếp xúc
- Utilize vật liệu kết nối nhiệt TIM
- Đảm bảo độ phẳng bề mặt
- Áp dụng áp lực cố định thích hợp
- Trạng thái liên kết sạch
- Chọn vật liệu tương thích
| Loại Kết nối | Khả năng kháng điện câu nhiệt/Phần tử nhiệt | Chú ý |
|---|---|---|
| Dry Contact | 0.5-1.0 | Poor thermal transfer |
| Thermal Paste | 0.2-0.3 | Good for uneven surfaces |
| Thermal Pad | 0.3-0.5 | Easy to apply |
| Liquid Metal | 0.1-0.2 | Excellent but conductive |
Kết nối Cản nhiệt
Các mạng nhiệt có thể được phân tích tương tự như các mạch điện tử:
| Type | Formula | Application |
|---|---|---|
| Series | Rtotal = R1 + R2 + R3 | Single path heat flow |
| Parallel | 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 | Multiple heat paths |
| Complex | Mixed calculation | Real-world systems |
Cân nhắc thiết kế
Các yếu tố chính cần xem xét trong thiết kế nhiệt:
- Yêu cầu tiêu thụ năng lượng
- Khả năng chứa thông tin không gian
- Độ giới hạn chi phí
- Mục tiêu độ tin cậy
- Các điều kiện môi trường
Bảo vệ Hạt Lạnh Thiết kế
Thiết kế bọc nhiệt đòi hỏi tối ưu hóa nhiều thông số:
Key Factors:
- Khoảng cách và độ dày của lớp phân tán
- Kích thước mỏng
- Vai trò bề mặt
- Chọn vật liệu
- Đặc điểm lưu thông không khí
| Type | Performance | Applications |
|---|---|---|
| Stamped | Basic | Low-power devices |
| Extruded | Good | Medium-power devices |
| Forged | Excellent | High-power devices |
Đầu tư Troubleshooting
Vấn đề nhiệt độ phổ biến và giải pháp của chúng:
High Junction Temperature
Possible Causes:
- Poor thermal interface
- Inadequate heat sink
- High ambient temperature
Solutions:
- Reapply thermal paste
- Upgrade heat sink
- Improve ventilation
Thermal Cycling Issues
Possible Causes:
- Material expansion mismatch
- Poor mounting pressure
- TIM degradation
Solutions:
- Use compatible materials
- Adjust mounting pressure
- Replace TIM regularly
Preventive Measures:
- Công tác duy trì thường xuyên
- Quản lý nhiệt độ
- Câu trình độ lắp đặt đúng quy trình
- Vật liệu chất lượng cao
Ứng dụng
Nghiên cứu độ bền nhiệt là cần thiết trong nhiều ứng dụng điện tử khác nhau:
- Thiết kế và lựa chọn heat sink
- Thải nhiệt bán dẫn
- Quản lý nhiệt trên bảng mạch điện tử
- Khí công điện tử mát lạnh
- Thiết kế nhiệt học LED
- Bảo vệ điện tử
Dẫn Đạo Giao Liệu Tự Nhiên
Khối lượng nhiệt chống ma sát
TO-220: 3-5°C/W
DPAK: 5-8°C/W
QFN: 8-15°C/W
SOIC: 15-25°C/W
Đạo tạo - Lưu ý thiết kế
- • Giảm thiểu các giao diện nhiệt
- • Sử dụng keo nhiệt hoặc lớp phủ nhiệt
- • Thêm vias nhiệt trên PCB
- • Đảm bảo liên hệ bề mặt tốt
- • Cân nhắc về con đường không khí
Giá trị thông dụng
Phân tích tính TIM
Bột Mờ Nhiệt: 3-8 W/m·K
Thermal Pads: 1-5 W/m·K
Thermal Đổi Lượng: 1-3 W/m·K
Dầu Chổi Nhiệt: 0,7 - 3 W/m·K
Khả năng chênh lệch tiếp xúc
Kết nối khô: 0,5-1,0°C/W
Với TIM: -0,1 đến -0,3 độ C/m
Dụng cụ đốt nóng sạc: -0,05 đến -0,1°C/W
Thường xuyên bị đóng băng: 0,2-0,5°C/V