Dans la conception de la dissipation thermique, l’adoption de méthodes efficaces de réduction des coûts peut améliorer la fiabilité et l’efficacité du système global tout en réduisant les coûts inutiles.

1-La conception à déclassement réduit les coûts

La conception avec déclassement est une méthode de conception qui réduit intentionnellement les contraintes électriques, thermiques et mécaniques auxquelles les composants ou les produits sont soumis pendant leur fonctionnement. Dans les scénarios de production et d'utilisation réels, la stabilité des équipements électroniques peut être améliorée en réduisant les contraintes supportées par les composants.

Schéma des chemins de dissipation de chaleur pour les emballages 2D et 3D

l Réduire le stress au travail : pendant la conception et le fonctionnement du produit, le stress au travail des composants peut être réduit en réduisant la charge de travail, en contrôlant la fréquence de fonctionnement, en limitant le courant et la tension, etc.

l Réduisez le stress environnemental : Réduisez le stress environnemental en sélectionnant des types de composants, des dispositions et des formes d'emballage appropriés, par exemple en sélectionnant des composants avec une marge de température importante ou en utilisant des formes d'emballage avec une bonne étanchéité pour réduire les effets de la température, de l'humidité et de la pression sur les composants.

l Application de l'ingénierie de fiabilité : conception redondante raisonnable, détection et isolation des défauts, etc., réduisent encore davantage le risque de défaillance des composants.

En réduisant la contrainte exercée sur les composants pendant leur fonctionnement, leur consommation d'énergie et leur génération de chaleur peuvent être réduites. Lorsque les appareils électriques fonctionnent dans des conditions de contrainte inférieures à leur contrainte nominale, leur consommation d'énergie et leur génération de chaleur peuvent être réduites, ce qui contribue à améliorer l'efficacité énergétique et la fiabilité du système. À long terme, la conception à déclassement augmente efficacement la durée de vie des composants, réduit les taux de défaillance, réduit la charge de travail de maintenance et réduit ainsi les coûts.

2-Optimiser la mise en page

L'efficacité de fonctionnement du radiateur peut être considérablement améliorée grâce à une disposition raisonnable des composants thermiques, et une stratégie de disposition raisonnable des composants peut atteindre un équilibre entre les performances du produit et le coût.

l Répartir les composants de dissipation thermique : disperser les composants qui génèrent de grandes quantités de chaleur pour réduire la charge thermique par unité de surface.

l Emplacement propice à la dissipation de la chaleur : Placez l’élément chauffant dans un endroit propice à la dissipation de la chaleur, par exemple près d’un évent ou du bord de l’appareil.

l Disposition décalée : Lors de la disposition, décalez les composants chauffants avec les autres composants généraux et essayez de faire en sorte que les composants chauffants soient principalement des composants sensibles à la température afin de réduire leur impact sur les composants sensibles à la chaleur.

l Améliorer le flux d'air : en modifiant la conception de la direction et la disposition des composants, le chemin du flux d'air est optimisé, le débit est augmenté et le coefficient de transfert de chaleur est amélioré.

Recommandations d'espacement entre les composants

3-Choix de la méthode de refroidissement

À mesure que les performances des composants électroniques s'améliorent et que le degré d'intégration augmente, la densité de puissance continue d'augmenter, ce qui entraîne une augmentation significative de la chaleur générée par les composants électroniques pendant le fonctionnement. Lors du choix d'une méthode de dissipation thermique pour les composants électroniques, les exigences de contrôle de la température comprennent principalement les aspects suivants :

l Plage de température : les différents composants ont des plages de tolérance de température différentes. Par exemple, les puces hautes performances telles que les processeurs ont des exigences de température de fonctionnement comprises entre 85 et 100 °C, tandis que certains appareils à faible consommation peuvent tolérer des températures plus élevées. Le système de refroidissement doit donc garantir que les composants fonctionnent dans une plage de température sûre.

l Précision du contrôle de la température : dans certains scénarios avec des exigences strictes en matière de contrôle de la température, il est nécessaire d'adopter une solution de dissipation thermique capable de contrôler avec précision la température pour éviter la dégradation des performances des composants ou même les dommages causés par des températures excessivement élevées ou basses.

l Température ambiante : L'effet de dissipation thermique des équipements électroniques dépend non seulement de la capacité de dissipation thermique de l'appareil lui-même, mais est également affecté par la température ambiante environnante. La conception de la dissipation thermique doit tenir compte des variations de température ambiante et essayer de maintenir l'appareil dans une plage de température appropriée grâce à des moyens de dissipation thermique.

l Consommation d'énergie et fiabilité : Certains composants électroniques à faible consommation peuvent utiliser la dissipation thermique naturelle lorsqu'ils génèrent une faible chaleur. Pour les équipements à forte consommation d'énergie, il est nécessaire d'attendre la technologie de dissipation thermique des universités pour garantir qu'ils maintiennent des performances normales et prolongent le fonctionnement sous une charge élevée durée de vie.

l Étanchéité et densité : Dans les dispositifs scellés et assemblés à haute densité, si la génération de chaleur n'est pas élevée, on peut compter sur la dissipation thermique naturelle. Lorsque les composants sont densément emballés et génèrent de grandes quantités de chaleur, des technologies de dissipation thermique plus efficaces, telles que la dissipation thermique forcée ou le refroidissement liquide, sont nécessaires. Le refroidissement liquide et la technologie des caloducs sont utilisés dans les scénarios à forte consommation d'énergie et à forte génération de chaleur, tels que les composants électroniques haute puissance comme les tubes à ondes progressives, les magnétrons et les tubes amplificateurs de puissance, les serveurs et les équipements à forte consommation d'énergie, et les systèmes tri-électriques des véhicules électriques.  Ils présentent des avantages applicatifs uniques.

（côté gauche）Module de refroidissement par air de la pile de chargement

（côté droit）Module de refroidissement liquide pour pile de charge

Lors du choix d'une méthode de refroidissement pour les composants électroniques, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive des facteurs tels que la génération et le flux de chaleur, la température ambiante et la température de fonctionnement, les contraintes d'espace et les exigences d'isolation thermique, ainsi que le coût et la faisabilité. En utilisant une technologie de refroidissement et des dispositifs de refroidissement appropriés pour garantir que les composants fonctionnent à une température appropriée, le coût de remplacement et de maintenance du système peut être efficacement réduit. En outre, la réutilisation de projets historiques est également une stratégie efficace pour réduire les coûts de développement et de fabrication et améliorer la fiabilité.

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