Výzvy tepelného dizajnu vojenskej techniky
Pracovné prostredie vojenskej techniky je komplikované
Nadmorská výška, vysoká teplota, nízka teplota, vlhkosť, teplotný šok, slnečné tepelné žiarenie, nárazové vibrácie, námraza, rôzne drsné prostredia (huby, púšť, prach, sadze atď.), to všetko má rôzny vplyv na jeho tepelný dizajn. Okrem zložitých okrajových podmienok je najväčšou výzvou v tepelnom manažmente elektronických produktov v obrannom priemysle krátkodobý tepelný šok.
Tieto elektronické produkty sú často vystavené extrémnemu tepelnému prostrediu. Predpokladajme, že prúdová stíhačka zaparkovaná v Karibskom mori bude teraz vykonávať misiu. Lietadlo je v tomto čase na úrovni mora a teplota a vlhkosť sú veľmi vhodné. Keď lietadlo vzlietne, bude vo vysokej nadmorskej výške s teplotou pod bodom mrazu a okrajové podmienky elektronických produktov sa zmenia v priebehu niekoľkých minút alebo dokonca sekúnd. Preto elektronické produkty v lietadle musia byť schopné prevádzky v širokom rozsahu teplôt okolia.
Nasledujúci obrázok ukazuje úlohu tepelného dizajnu v úspešnom elektronickom produkte a vplyv prostredia naň. Je vidieť, že nadmorská výška, vysoká teplota, nízka teplota, vlhkosť, teplotný šok, slnečné tepelné žiarenie, nárazové vibrácie, námraza a rôzne drsné prostredia (huby, púšť, prach, sadze atď.), všetky majú rôzny stupeň vplyvu na tepelný dizajn.
Spracujte veľa údajov a generujte viac tepla
Vzhľadom na povahu vojenských úloh tieto elektronické produkty nevyhnutne spôsobia, že tieto elektronické produkty budú vykonávať väčšie množstvo spracovania údajov a zároveň budú vyžadovať vyššiu rýchlosť spracovania údajov a spotreba tepla elektronických produktov sa prudko zvýši. Preto drsné podmienky prostredia a rýchlo sa zvyšujúca spotreba tepla čipov spôsobujú, že tepelný manažment elektronických produktov v obrannom priemysle čelí obrovským výzvam. Ľahká a dokonalá spoľahlivosť zvyšuje náročnosť tepelného dizajnu
Pre elektronické zariadenia v atmosfére alebo kozmickom prostredí je hmotnosť veľmi dôležitým prvkom. Čím nižšia je hmotnosť, tým dlhšie bude produkt fungovať a tým nižšie budú náklady. Je zrejmé, že vzhľadom na existujúce charakteristiky prúdových stíhačiek, rakiet, tankov atď. sú elektronické výrobky v drsnom tepelnom prostredí, takže tepelná spoľahlivosť elektronických výrobkov v obrannom priemysle je veľmi dôležitým faktorom.
Tepelný dizajn vojenskej techniky
Kvôli vysokej spotrebe tepla vojenských elektronických produktov a drsnému pracovnému prostrediu zvyčajne predstavujú vyšší tepelný tok. Podobne ako iné elektronické produkty musia mať dobrý chladiaci systém a je potrebné zvážiť veľkosť priestoru, hmotnosť, spotrebu tepla a spotrebu tepla zariadenia. Elektromagnetické tienenie a ďalšie požiadavky.
Normálne elektronické systémy majú tendenciu byť navrhnuté ako uzavreté kryty a väčšina elektronických produktov je čo najviac izolovaná od chladiaceho systému. Predstavte si Hummer Mercedes-Benz v púšti. Ak elektronické výrobky nie sú hermeticky uzavreté, rôzne pracovné prostredia, ako je piesok, úlomky atď., ochromia elektronické výrobky.
V súčasnosti mnohí inžinieri uprednostňujú hybridné chladiace metódy pre tepelný dizajn elektronických produktov. Väčšina elektronických čipov využíva vzduchom chladený odvod tepla a vodou chladené zariadenia na odvod tepla sa používajú pre zariadenia, ktoré spotrebúvajú veľa tepla. Ale pre elektronické zariadenia v kozmickom lete alebo vo vesmíre sa tento spôsob rozptylu tepla neodporúča a musí sa navrhnúť kompaktnejší systém chladenia kvapalinou.
Napríklad použitie substrátových materiálov s vysokou tepelnou vodivosťou, platní s jednotnou teplotou VC, tepelných rúrok, TEC zabudovaných v matrici, chladenia prúdom alebo priameho ponorného chladenia kvapalinou, aby sa teplo mohlo preniesť do kvapaliny a potom do chladenia kvapalinou. systém Vo výmenníku tepla. Ako je znázornené na obrázku nižšie:
