विद्युत उपकरण थर्मल डिजाइन
वर्तमान में, इलेक्ट्रॉनिक घटक लघुकरण, उच्च एकीकरण और उच्च दक्षता की ओर विकसित हो रहे हैं, जो प्रभावी रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रदर्शन में सुधार करता है, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का आकार भी लघुकरण की ओर विकसित हो रहा है। यह इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के थर्मल डिजाइन को और अधिक कठिन बना देता है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरण कई यूनिट मॉड्यूल से बना है। जब उपकरण चालू होता है, तो ये इलेक्ट्रॉनिक घटक बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करेंगे, और उपकरण के अंदर का तापमान तेजी से बढ़ेगा। यदि गर्मी को समय पर प्रसारित और उत्सर्जित नहीं किया जा सकता है, तो यह उपकरण के सामान्य संचालन को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा और यहां तक कि इसे नुकसान भी पहुंचाएगा। इसलिए, गर्मी लंपटता डिजाइन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संरचनात्मक डिजाइन का एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है।
गर्मी हस्तांतरण का तरीका:
आम तौर पर, ऊष्मा चालन के तीन रूप होते हैं: चालन, संवहन और विकिरण।
शीतलन मोड का चयन:
क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में कई इलेक्ट्रॉनिक घटक होते हैं, उपकरणों की संरचना भी जटिल होती है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरण संरचना के कई आंतरिक ताप हस्तांतरण मोड हैं, और कई मामलों में, कई सह-अस्तित्व में हैं। इसलिए, गर्मी अपव्यय विधि का चयन करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और कामकाजी माहौल के पैरामीटर की आवश्यकता होती है। नम वातावरण में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों को गर्मी को दूर करने के लिए बंद डिज़ाइन को अपनाने की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए जिन्हें बंद डिज़ाइन की आवश्यकता नहीं है, प्राकृतिक गर्मी लंपटता को गर्मी अपव्यय विधि के रूप में चुना जाता है, हालांकि, बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करने वाले उपकरणों के लिए, गर्मी अपव्यय को बढ़ावा देना या गर्मी को फैलाने के लिए मजबूर वायु शीतलन का उपयोग करना आवश्यक है।
मुख्य रूप से थर्मल डिजाइन:
हवा का प्राकृतिक संवहन शीतलन: रेडिएटर के रूप में उपकरण खोल का उपयोग करें, खोल पर हीटिंग डिवाइस को ठीक करें, और गर्मी को सीधे हवा में स्थानांतरित करें। कम शक्ति वाले ताप उपकरणों के लिए प्राकृतिक शीतलन अधिक उपयुक्त है।
हवा का जबरन संवहन शीतलन: यह न केवल डिजाइन में सरल है, बल्कि उपयोग करने के लिए सुविधाजनक और किफायती भी है, और इसकी उच्च विश्वसनीयता के कारण इसका उपयोग अधिक व्यापक है।
तरल शीतलन: इसकी उच्च दक्षता और कॉम्पैक्टनेस के कारण, यह व्यापक रूप से उच्च तापीय तरलता वाली इलेक्ट्रॉनिक इकाइयों को ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है, और थर्मल डिजाइन अनुसंधान का केंद्र बन गया है। तरल शीतलन एकल-चरण या दो-चरण हो सकता है, जिसमें मुख्य रूप से प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष शीतलन शामिल है।
टीईसी कूलिंग: इसके फायदे शोर और कंपन, कॉम्पैक्ट संरचना, सुविधाजनक संचालन और रखरखाव, कोई शीतलक नहीं हैं, और शीतलन क्षमता और शीतलन गति को वर्तमान में बदलकर समायोजित किया जा सकता है। यह निरंतर तापमान और बिजली घनत्व वाले सिस्टम में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और इसका उपयोग कम तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को ठंडा करने के लिए भी किया जा सकता है।
माइक्रोचैनल कूलिंग:
अनिसोट्रोपिक सिलिकॉन वेफर्स या सबस्ट्रेट्स पर, अनिसोट्रोपिक नक़्क़ाशी का उपयोग स्केल चैनल बनाने के लिए किया जाता है। जब तरल दृश्य चैनल के माध्यम से बहता है, तो तरल गर्मी ऊर्जा को गर्म या सीधे अवशोषित कर सकता है। इस समय, तरल बहुत असंतुलित अवस्था में है, और गर्मी हस्तांतरण ऊर्जा बड़ी है। इसके अलावा, प्रयोगों से पता चलता है कि जब शीतलक एकल चरण में माइक्रोचैनल के माध्यम से बहता है, तब भी इसका शीतलन प्रभाव ठंडा करने के लिए तरल उबलने की तुलना में कहीं बेहतर होता है।
हाल के वर्षों में थर्मल डिजाइन तकनीक से संबंधित लगातार शोध किए गए हैं। उच्च तापीय चालकता वाली कई सामग्रियों को लगातार विकसित करते हुए, इन सामग्रियों के व्यापक उपयोग से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की वर्तमान गर्मी लंपटता तकनीक में बहुत सुधार होगा।
