Jak skutecznie chłodzić wrażliwe podzespoły energoelektroniczne?
Nagrzewanie się komponentów elektronicznych oraz energoelektronicznych w urządzeniach jest zjawiskiem naturalnym, aczkolwiek niepożądanym. Najczęściej straty mocy w elementach aktywnych i pasywnych są przekształcane w ciepło. Podwyższona temperatura skraca żywotność komponentów oraz wpływa negatywnie na trwałość i funkcjonalność systemu. Dlatego też już na etapie jego projektowania należy pomyśleć o tym, jak zabezpieczyć wrażliwe podzespoły przed przegrzewaniem się.
Zastosowanie radiatorów to najpopularniejszy i najprostszy sposób na poprawę odprowadzania ciepła z komponentów energoelektronicznych. Najważniejszymi parametrami każdego radiatora jest jego rezystancja i pojemność termiczna. Jak informuje inżynier z firmy Markel, która zajmuje się projektowaniem i produkcją rozwiązań dla energoelektoniki – wartość rezystancji i pojemności termicznej radiatora zależy od jego masy, rodzaju materiału, powierzchni oddawania ciepła, pokrycia galwanicznego, przepływu powietrza. Znaczenie ma również różnica temperatur samego radiatora i otoczenia.
Na etapie projektowania układu chłodzenia należy zwrócić uwagę na wiele czynników takich jak stany dynamiczne w układzie, rozkład elementów generujących ciepło, właściwą lokalizację przestrzenną samego radiatora oraz kanały przepływu powietrza wymuszanego wentylatorem. Najczęstszymi materiałami wykorzystywanymi do produkcji radiatorów jest aluminium oraz miedź. Rozpatrując technologie produkcji najpopularniejszymi rozwiązaniami jest odlewanie oraz wyciskanie hutnicze. Największą popularnością cieszą się radiatory żeberkowe oraz w kształcie liter H, U i Y. Częstą praktyką jest anodowanie lub chromianowanie tych podzespołów celem polepszenia ich właściwości.
Radiatory standardowe sprawdzą się w momencie, gdy zachodzi potrzeba rozproszenia ciepła z układu o mocy kilkudziesięciu do kilkuset watów. Jeżeli zaś mamy do czynienia z układem o mocy strat kilku kilowatów i jednocześnie nie dysponujemy dużą ilością miejsca, warto rozpatrzeć chłodzenie cieczowe. Z drugiej strony takie rozwiązanie wiąże się z koniecznością zastosowania wymienników ciepła. Dobry inżynier z pewnością doradzi taki sposób chłodzenia podzespołów elektronicznych, który będzie odpowiedzią na potrzeby i oczekiwania inwestora.
