Sfide di progettazione termica delle attrezzature militari
L'ambiente di lavoro delle attrezzature militari è complicato
Altitudine, alta temperatura, bassa temperatura, umidità, shock termico, radiazione termica solare, vibrazioni da shock, formazione di ghiaccio, vari ambienti difficili (funghi, deserto, polvere, fuliggine, ecc.) hanno tutti diversi gradi di influenza sul suo design termico. Oltre alle complesse condizioni al contorno, la sfida più grande nella gestione termica dei prodotti elettronici nell'industria della difesa è lo shock termico a breve termine.
Questi prodotti elettronici sono spesso esposti a un ambiente termico estremo. Supponiamo che un jet da combattimento parcheggiato nel Mar dei Caraibi stia per eseguire una missione. L'aereo è al livello del mare in questo momento e la temperatura e l'umidità sono molto adatte. Quando l'aereo decolla, si troverà in un ambiente ad alta quota, con una temperatura inferiore allo zero, e le condizioni al contorno dei prodotti elettronici verranno modificate in pochi minuti o addirittura secondi. Pertanto, i prodotti elettronici nell'aeromobile devono essere in grado di operare in un'ampia gamma di temperature ambiente.
L'immagine seguente mostra il ruolo della progettazione termica in un prodotto elettronico di successo e l'impatto dell'ambiente su di esso. Si può notare che altitudine, alta temperatura, bassa temperatura, umidità, shock termico, radiazione termica solare, vibrazioni da shock, ghiaccio e vari ambienti difficili (funghi, deserto, polvere, fuliggine, ecc.) hanno tutti vari gradi di influenza su progettazione termica.
Elabora molti dati e genera più calore
A causa della natura dei compiti militari, questi prodotti elettronici inevitabilmente faranno sì che questi prodotti elettronici eseguano una maggiore quantità di elaborazione dei dati e allo stesso tempo richiedano velocità di elaborazione dei dati più elevate e il consumo di calore dei prodotti elettronici aumenterà notevolmente. Pertanto, le dure condizioni ambientali e il rapido aumento del consumo di calore dei chip rendono la gestione termica dei prodotti elettronici nell'industria della difesa di fronte a enormi sfide. L'affidabilità leggera e perfetta aumenta la difficoltà della progettazione termica
Per le apparecchiature elettroniche nell'atmosfera o nell'ambiente spaziale, il peso è un elemento molto importante. Più leggero è il peso, più a lungo il prodotto continuerà a funzionare e più basso sarà il costo. Ovviamente, a causa delle caratteristiche esistenti di caccia a reazione, missili, carri armati, ecc., I prodotti elettronici si trovano in un ambiente termico difficile, quindi l'affidabilità termica dei prodotti elettronici nell'industria della difesa è un fattore molto importante.
Progettazione termica di attrezzature militari
A causa dell'elevato consumo di calore dei prodotti elettronici militari e del duro ambiente di lavoro, di solito presentano un flusso di calore più elevato. Analogamente ad altri prodotti elettronici, devono avere un buon sistema di raffreddamento e devono essere considerati le dimensioni dello spazio, il peso, il consumo di calore e il consumo di calore dell'apparecchiatura. Schermatura elettromagnetica e altri requisiti.
I normali sistemi elettronici tendono ad essere progettati come involucri chiusi e la maggior parte dei prodotti elettronici è isolata il più possibile dal sistema di raffreddamento. Immagina un Hummer Mercedes-Benz nel deserto. Se i prodotti elettronici non sono ermeticamente chiusi, i vari ambienti di lavoro come sabbia, detriti, ecc., paralizzeranno i prodotti elettronici.
Attualmente, molti ingegneri preferiscono utilizzare metodi di raffreddamento ibridi per la progettazione termica dei prodotti elettronici. La maggior parte dei chip elettronici utilizza la dissipazione del calore raffreddata ad aria e i dispositivi di dissipazione del calore raffreddati ad acqua vengono utilizzati per i dispositivi che consumano molto calore. Ma per i dispositivi elettronici in volo spaziale o nello spazio esterno, questo tipo di metodo di dissipazione del calore non è consigliabile e deve essere progettato un sistema di raffreddamento a liquido più compatto.
Ad esempio, l'uso di materiali di substrato ad alta conduttività termica, piastre a temperatura uniforme VC, tubi di calore, TEC incorporati nello stampo, raffreddamento a getto o raffreddamento a liquido ad immersione diretta, in modo che il calore possa essere trasferito al liquido e quindi al raffreddamento a liquido sistema Nello scambiatore di calore. Come mostrato nella figura sottostante:
