الإدارة الحرارية في الأجهزة المدمجة: مبادئ التصميم وحسابات التخلّص من الحرارة

والإدارة الحرارية الفعالة ضرورية للحفاظ على أداء الأجهزة المحتوية وموثوقيتها، وتتأكد مبادئ التصميم السليم من أن الحرارة التي تولدها المكونات الإلكترونية تُفرَّق بشكل فعال، مما يحول دون التسخين المفرط والفشل المحتمل.

مبادئ التصميم للإدارة الحرارية

وتشمل المبادئ الرئيسية فهم مصادر الحرارة، واختيار المواد المناسبة، وتصميمها من أجل تحقيق أقصى قدر من تدفق الهواء، وينبغي ترتيب العناصر لتقليل البؤر الساخنة إلى أدنى حد وتيسير تدفق الحرارة بعيدا عن المناطق الحرجة.

طرق إبطال الحرارة

وتشمل الأساليب المشتركة السلوك والتكفير والإشعاع، وتنتقل المواد التي تستخدم مثل الرواسب الحرارية والمحركات الحرارية إلى أبعد من المكونات، وتروج الأنابيب والهوافات للتدفق الجوي، وتعزز النقل الحراري المريح، ويمكن أن تؤدي المعالجة السطحية إلى تحسين التشت الحراري الإشعاعي.

حسابات تصفية الحرارة

وتساعد الحسابات في تحديد الحجم المطلوب لمعدلات الحرارة والتدفق الجوي، والصيغة الأساسية لنقل الحرارة عن طريق التصريف هي:

Q = k × A × êT / d]

حيث يكون معدل انتقال الحرارة (ك) هو السلوك الحراري، (أ) هو المنطقة، (دي تي) هو الفرق في الحرارة، (د) سميك المادة، وبالنسبة للإحتكار، يحسب معدل نقل الحرارة على أنه:

Q = h × A × che / / / / ]

(ح) حيث يكون معامل نقل الحرارة المتوافق، وتسترشد هذه الحسابات باختيار حلول مناسبة للتبريد للحفاظ على درجات حرارة التشغيل الآمنة.