हीट सिंक कैसे चुनें?

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों की शक्ति का अपव्यय बढ़ रहा है और पैकेज का आकार छोटा और छोटा होता जा रहा है। इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के डिजाइन में थर्मल प्रबंधन अधिक से अधिक महत्वपूर्ण होता जा रहा है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विश्वसनीयता और डिजाइन जीवन ऑपरेटिंग तापमान के विपरीत आनुपातिक हैं। एक विशिष्ट सिलिकॉन सेमीकंडक्टर डिवाइस की विश्वसनीयता और ऑपरेटिंग तापमान के दृष्टिकोण से, ऑपरेटिंग तापमान को कम करने से डिवाइस की विश्वसनीयता और डिज़ाइन जीवन में तेजी से वृद्धि होगी। इसलिए, सीमा के भीतर उपकरण के कार्य तापमान को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करना इसके दीर्घकालिक स्थिर संचालन की गारंटी है।

हीट सिंक एक ऐसा उपकरण है जो गर्म छोर से ठंडे छोर तक गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाता है। आम तौर पर, गर्म अंत उस उपकरण का शीर्ष होता है जो गर्मी उत्पन्न करता है, और ठंडा अंत पर्यावरण में गर्मी अपव्यय माध्यम के रूप में हवा है। निम्नलिखित चर्चा मानती है कि वायु शीतलन माध्यम है। ज्यादातर मामलों में, ठोस सतह से हवा में गर्मी हस्तांतरण पूरे गर्मी हस्तांतरण प्रणाली में सबसे कम कुशल लिंक है, और ठोस-गैस संपर्क सतह भी सबसे बड़ी थर्मल प्रतिरोध वाली जगह है। हीट सिंक कूलिंग माध्यम के साथ संपर्क क्षेत्र को बढ़ाकर ठोस-वाष्प संपर्क सतह के थर्मल प्रतिरोध को कम करता है, जो डिवाइस को अधिक गर्मी स्थानांतरित करने या समान तापमान वृद्धि के तहत डिवाइस के ऑपरेटिंग तापमान को कम करने में सक्षम बनाता है। हीट सिंक का उपयोग करने का मुख्य उद्देश्य डिवाइस के ऑपरेटिंग तापमान को निर्माता द्वारा निर्धारित संकेतक से कम करना है।

थर्मल चक्र (शाब्दिक अनुवाद यह शीर्षक है, लेकिन वास्तव में यह थर्मल प्रतिरोध नेटवर्क विधि है जिसे हम अक्सर कहते हैं, या थर्मल नेटवर्क विधि/विद्युत नेटवर्क विधि, जिसे इसके बाद थर्मल प्रतिरोध नेटवर्क विधि के रूप में संदर्भित किया जाता है) चर्चा करने से पहले एक कैसे चुनें हीट सिंक, उन पाठकों के लिए जो गर्मी चालन से परिचित नहीं हैं, चर्चा के विषय को जल्दी से समझने के लिए, पहले निम्नलिखित चर्चा में शामिल शब्दावली और थर्मल प्रतिरोध नेटवर्क स्थापित करने की विधि की व्याख्या करें। प्रतीकों और शब्दों की परिभाषाएँ इस प्रकार हैं:

प्रश्न: कुल शक्ति या गर्मी उत्पादन की दर (विघटित शक्ति के रूप में अनुवादित किया जाना चाहिए), इकाई डब्ल्यू, ऑपरेशन के दौरान इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी की दर का प्रतिनिधित्व करती है। एक उपयुक्त हीट सिंक का चयन करने के लिए, आमतौर पर अपव्यय शक्ति का अधिकतम मूल्य उपयोग किया जाता है।

टीजे: जंक्शन तापमान (आमतौर पर यह जंक्शन तापमान को संदर्भित करना चाहिए, और मूल पाठ में विवरण डिवाइस के स्थिर रूप से काम करने के लिए अधिकतम जंक्शन तापमान है), डिग्री सेल्सियस में।

अधिकतम स्वीकार्य जंक्शन तापमान सामान्य माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए 115 डिग्री सेल्सियस से लेकर कुछ विशेष तापमान नियंत्रण उपकरणों के लिए 180 डिग्री सेल्सियस तक होता है। सैन्य और कुछ विशेष अवसरों में, 65 डिग्री सेल्सियस से 80 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान वाले घटकों का शायद ही कभी उपयोग किया जाता है। (मूल पाठ ऑपरेटिंग तापमान को इंगित नहीं करता है, भ्रम पैदा न करने के लिए, अनुवाद को विशेष रूप से संशोधित किया गया है)।

टीसी: डिवाइस का केस तापमान, डिग्री सेल्सियस में।

चूंकि केस का तापमान पैकेज शेल पर चयनित परीक्षण बिंदु से संबंधित है (इलेक्ट्रॉनिक घटक पैकेज की सतह का तापमान एक समान नहीं है), यह आमतौर पर पैकेज शेल पर उच्चतम तापमान बिंदु को संदर्भित करता है।

Ts: हीट सिंक का तापमान, °C में।

यह उच्चतम तापमान बिंदु को संदर्भित करता है जहां हीट सिंक डिवाइस (पैकेज शेल की सतह) के करीब होता है।

टा: परिवेश का तापमान, डिग्री सेल्सियस में।

तापमान अंतर (मूल पाठ तापमान है) और गर्मी हस्तांतरण की गति (मूल पाठ गर्मी अपव्यय की गति है) के बीच संबंध के माध्यम से, थर्मल संरचना के दो पदों के बीच गर्मी हस्तांतरण की दक्षता मात्रात्मक रूप से व्यक्त की जा सकती है थर्मल प्रतिरोध आर। प्रतिरोध आर की परिभाषा इस प्रकार है:

R=T/Q जहां ΔT दो स्थितियों के बीच तापमान का अंतर है। थर्मल प्रतिरोध की इकाई डिग्री सेल्सियस / डब्ल्यू है, जो गर्मी की एक इकाई दर को स्थानांतरित करने पर तापमान अंतर का प्रतिनिधित्व करती है। थर्मल प्रतिरोध की परिभाषा कुछ हद तक ओम [जीजी] # 39; कानून रे=ΔV/I द्वारा परिभाषित प्रतिरोध रे के समान है। जहां V संभावित अंतर है और I वर्तमान है।