रेडिएटर चयन और आवेदन आधार

आकार में निरंतर सिकुड़न के कारण अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक घटकों, विशेष रूप से माइक्रोप्रोसेसर और माइक्रोकंट्रोलर ने थर्मल घनत्व में वृद्धि जारी रखी है। यह देखते हुए कि जीवन प्रत्याशा, विश्वसनीयता और प्रदर्शन डिवाइस के ऑपरेटिंग तापमान के विपरीत आनुपातिक हैं, इस विकास का परिणाम यह है कि थर्मल डिजाइन और प्रबंधन एक प्रमुख डिजाइन मुद्दा बन गया है। इसलिए, यह डिजाइनर [जीजी] #39; की जिम्मेदारी है कि वह आपूर्तिकर्ता द्वारा निर्धारित सीमा के भीतर उपकरण के ऑपरेटिंग तापमान को बनाए रखने के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन और उपलब्ध हीट सिंक समाधानों की स्पष्ट समझ रखें।

रेडिएटर का कार्य सिद्धांत शीतलक (वायु) के संपर्क में आने वाले उपकरण के सतह क्षेत्र को बढ़ाना है। यदि रेडिएटर ठीक से स्थापित किया गया है, तो यह ठोस-वायु सीमा से कूलर परिवेशी वायु में गर्मी के हस्तांतरण में सुधार करके उपकरण के तापमान को कम कर सकता है।

1. थर्मल सर्किट

एक एकीकृत सर्किट (आईसी) में शक्ति सक्रिय ट्रांजिस्टर जंक्शन से गर्मी के रूप में समाप्त हो जाती है, और जंक्शन का तापमान विलुप्त होने वाली शक्ति के समानुपाती होता है। निर्माता अधिकतम जंक्शन तापमान निर्दिष्ट करता है, लेकिन यह आम तौर पर लगभग 150 डिग्री सेल्सियस होता है। इस जंक्शन तापमान से अधिक होने से आम तौर पर डिवाइस को नुकसान होगा, इसलिए डिजाइनर को आईसी से जितना संभव हो उतना गर्मी स्थानांतरित करने के तरीके खोजने होंगे। ऐसा करने के लिए, वे गर्मी के प्रवाह को मापने के लिए काफी सरल मॉडल पर भरोसा कर सकते हैं। यह मॉडल ओम [जीजी] # 39; के नियम की विद्युत गणना के समान है, जो थर्मल प्रतिरोध की अवधारणा पर आधारित है, जिसमें प्रतीक (चित्र 1) है।

में:

℃/डब्ल्यू में थर्मल बाधा में थर्मल प्रतिरोध है।

T ℃ में थर्मल बाधा के पार तापमान का अंतर है।

पी, वाट में, नोड द्वारा नष्ट की गई शक्ति है।

आईसी के भौतिक लेआउट और हीट सिंक से, कई थर्मल इंटरफेस हैं। पहला जंक्शन और आईसी के मामले के बीच है और थर्मल प्रतिरोध θjc द्वारा दर्शाया गया है।

दो उपकरणों के बीच तापीय चालकता को बढ़ाने के लिए थर्मल इंटरफेस सामग्री (टीआईएम) जैसे थर्मल पेस्ट या थर्मल टेप का उपयोग करके हीट सिंक को आईसी से जोड़ा जाता है। इस ऊष्मीय प्रवाहकीय परत में आमतौर पर बहुत कम तापीय प्रतिरोध होता है, जो शेल से हीट सिंक तक थर्मल प्रतिरोध का हिस्सा होता है, जिसे cs द्वारा व्यक्त किया जाता है। अंतिम स्तर रेडिएटर और आसपास के वातावरण के बीच का इंटरफ़ेस है, जिसे θsa द्वारा दर्शाया गया है।

तापीय प्रतिरोध इलेक्ट्रॉनिक परिपथों में प्रतिरोधकों की तरह होता है, जो श्रृंखला में जुड़े होते हैं। सभी तापीय प्रतिरोधों का योग जंक्शन से परिवेशी वायु तक का कुल तापीय प्रतिरोध है।

आम तौर पर, आईसी विक्रेता जंक्शन से मामले में थर्मल प्रतिरोध को स्पष्ट रूप से या स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करेंगे। यह विनिर्देश थर्मल प्रतिरोध तत्वों में से एक को समाप्त करते हुए अधिकतम केस तापमान के रूप में प्रदान किया जा सकता है। अनुप्रयोग आईसी के डिजाइनर का मामले के जंक्शन के थर्मल प्रतिरोध विशेषताओं पर कोई नियंत्रण नहीं है। हालांकि, डिजाइनर आईसी को पूरी तरह से ठंडा करने और जंक्शन तापमान को निर्दिष्ट अधिकतम तापमान से नीचे रखने के लिए टीआईएम और हीट सिंक सुविधाओं का चयन कर सकते हैं।सामान्यतया, TIM और हीट सिंक का ऊष्मीय प्रतिरोध जितना छोटा होगा, IC' का तापमान उतना ही कम होगा।

2 रेडिएटर चयन उदाहरण

ओहमाइट द्वारा प्रदान किए गए बीजी सीरीज हीट सिंक बॉल ग्रिड ऐरे (बीजीए) या प्लास्टिक बॉल ग्रिड ऐरे (पीजीबीए) सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू), ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट (जीपीयू) या स्क्वायर पैकेज सब्सट्रेट (चित्रा) के साथ समान प्रोसेसर में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। 2)।

इस श्रृंखला में 10 प्रकार के हीट सिंक डिज़ाइन हैं, जिनमें सामान्य आईसी कॉन्फ़िगरेशन से मेल खाने वाले सबस्ट्रेट्स हैं, जिनका आकार 15 × 15 मिलीमीटर (मिमी) से 45 × 45 मिमी तक है, और फिन क्षेत्र 2,060 से 10,893 मिमी 2 (तालिका 1) तक है। ये RoHS-अनुरूप हीट सिंक ब्लैक एनोडाइज्ड 6063-T5 एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने हैं।

समापन टिप्पणी

गर्मी अपव्यय के दृष्टिकोण से, रेडिएटर चुनना अपेक्षाकृत सरल है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ओहमाइट बीजी श्रृंखला हीट सिंक बीजीए पैकेज में आईसी की शीतलन समस्या का एक व्यवहार्य समाधान प्रदान करता है।