الإدارة الحرارية لإمداد الطاقة

سيولد مصدر الطاقة حرارة أثناء التشغيل ، وسيؤدي الارتفاع المستمر في درجة الحرارة إلى تغييرات في الأداء ، مما قد يؤدي في النهاية إلى فشل النظام ؛ بالإضافة إلى ذلك ، ستعمل الحرارة أيضًا على تقصير عمر خدمة المكونات وتؤثر على الموثوقية طويلة المدى. لذلك ، تتضمن إدارة الطاقة أيضًا الإدارة الحرارية.

تتبع الإدارة الحرارية المبادئ الأساسية للفيزياء. هناك ثلاث طرق للتوصيل الحراري: الإشعاع والتوصيل والحمل الحراري. بالنسبة لمعظم الأنظمة الإلكترونية ، يكون التبريد المطلوب هو ترك الحرارة تغادر مصدر الحرارة عن طريق التوصيل ، ثم نقلها إلى أماكن أخرى عن طريق الحمل الحراري.

في التصميم الحراري ، من الضروري الجمع بين العديد من أجهزة الإدارة الحرارية لتحقيق التوصيل والحمل الحراري المطلوب بشكل فعال. هناك ثلاثة عناصر مشعة شائعة الاستخدام: غرفة التبريد وأنبوب الحرارة والمروحة. خافض الحرارة وأنابيب الحرارة عبارة عن أنظمة تبريد سلبية بدون مصدر طاقة ، بينما المروحة عبارة عن نظام تبريد هواء قسري نشط.

حل غرفة التبريد:

المبدد الحراري عبارة عن هيكل من الألومنيوم أو النحاس ، يمكنه الحصول على الحرارة من مصدر الحرارة من خلال التوصيل ونقل الحرارة إلى تدفق الهواء (في بعض الحالات ، إلى الماء أو سوائل أخرى) لتحقيق الحمل الحراري. هناك أنواع كثيرة من خافضات الحرارة ، مثل بالوعة الختم ، ومبدد الحرارة بالبثق ، والمبرد ذو الزعانف المقشورة ، والمبدد الحراري بزعنفة المجلد ، والمبدد الحراري بزعنفة اللحام ، وما إلى ذلك.

غرفة التبريد لا تحتوي على أجزاء متحركة ، تكلفة تشغيل أقل ، وضع فشل منخفض. بمجرد توصيل المبرد بمصدر الحرارة ، مع ارتفاع الهواء الدافئ ، سيحدث الحمل الحراري بشكل طبيعي ، ويبدأ ويستمر في تكوين تدفق الهواء. لكن غرفة التبريد التي تنقل حرارة كبيرة لها حجم كبير ، وستكون لها تكلفة عالية ووزن ثقيل ، ويجب وضعها بشكل صحيح ، مما سيؤثر أو يحد من التخطيط المادي للوحة الدائرة.

الحل HeatPipe:

يحول مصدر الحرارة سائل العمل إلى بخار في أنبوب الحرارة ، وينقل البخار الحرارة إلى الطرف الأكثر برودة لأنبوب الحرارة. في هذه النهاية ، يتكثف البخار في سائل ويطلق الحرارة ، بينما يعود السائل إلى الطرف الأكثر سخونة. عملية التحول التشكل الغازي السائل مستمرة ولا يقودها سوى اختلاف درجة الحرارة بين الطرف البارد والنهاية الساخنة. يمكن أن يؤدي توصيل غرفة التبريد أو أي جهاز تبريد آخر في الطرف البارد إلى حل مشكلة تبديد الحرارة للنقاط الساخنة المحلية مع تدفق الهواء المحظور.

حل المروحة:

في كثير من الحالات ، خاصةً عندما يكون مسار تدفق الهواء منحنيًا أو رأسيًا أو مسدودًا ، فعادة ما تكون الطريقة الوحيدة للحصول على تدفق هواء كافٍ. المعلمة الرئيسية التي تحدد سعة المروحة هي طول الوحدة أو تدفق حجم وحدة الهواء في الدقيقة. ومع ذلك ، فإن الحجم المادي يمثل مشكلة: يمكن أن تنتج مروحة كبيرة ذات سرعة منخفضة نفس تدفق الهواء مثل مروحة صغيرة ذات سرعة عالية ، لذلك هناك مفاضلة بين الحجم والسرعة. إلى جانب وحدة التبريد ستوفر دائمًا أداء حراريًا جيدًا في العديد من التطبيقات.

يمكن أن تقلل الإدارة الحرارية من درجة حرارة المكونات والبيئة الداخلية في مصدر الطاقة ، وإطالة عمر خدمة المنتجات وتحسين الموثوقية. إنه ينطوي على مقايضات الحجم والقوة والكفاءة والوزن والموثوقية والتكلفة. يجب تقييم أولويات وقيود المشروع عند القيام بالتصميم الحراري.