Introduction
Dans le monde dans lequel nous vivons aujourd'hui, où le temps est compté car les gens travaillent en déplacement, les gadgets électroniques sont devenus une nécessité. Les appareils liés aux technologies de l'information ou même les moyens de transport tels que les voitures et les centres de données9 utilisent divers appareils électroniques pour améliorer leur productivité. Comme ces composants électroniques sont de plus en plus puissants et de plus en plus petits, ils produisent également beaucoup de chaleur et si celle-ci n'est pas contrôlée correctement, elle entraîne une diminution des performances et des dommages potentiels aux appareils. C'est là qu'intervient la gestion thermique.
La gestion thermique fait référence à l'approche utilisée pour réguler la chaleur générée à l'intérieur d'une enceinte afin d'atteindre des performances acceptables et d'éviter les dommages pendant le fonctionnement. Elle englobe une combinaison de mesures et de technologies qui servent à évacuer la chaleur des composants critiques, leur permettant de fonctionner en dessous de l'enveloppe de température nominale ou maximale spécifiée. Dans cet article, nous allons nous réchauffer et nous concentrer sur les aspects structurels de la gestion thermique, sa pertinence dans les gadgets modernes et les différentes façons de la mettre en œuvre.
Comprendre la gestion thermique
Dans la plupart des systèmes électroniques modernes, la gestion thermique est considérée comme un ensemble de tactiques et de technologies visant à réguler la température des pièces électroniques et des processus et systèmes mécaniques. Il s'agit de concevoir, d'examiner et de mettre en œuvre des solutions qui réduiront l'absorption de chaleur afin que les systèmes puissent rester dans la plage optimale de température à laquelle les activités nécessaires peuvent être effectuées. En tout état de cause, si l'on ne prête pas une attention particulière à ces facteurs, les performances, la fiabilité et la durée de vie des appareils électroniques se détérioreront.
Conséquences d'une mauvaise gestion thermique sur les performances des appareils
Un mauvais contrôle thermique peut avoir des conséquences graves en termes de performances et, par conséquent, de durée de vie de l'appareil en question. Lorsque les composants électroniques génèrent un excès de chaleur, cela peut entraîner plusieurs problèmes :
Dégradation des performances : Un fonctionnement soutenu à des températures élevées amènera les appareils et les composants à appliquer des mécanismes d'auto-régulation pour se protéger contre les contraintes et les dysfonctionnements, ce qui entraînera des vitesses plus lentes et des activités plus réduites.
Moins de fiabilité : La température interne de l'appareil accélère la détérioration de ses pièces, ce qui augmente le risque de défaillance et réduit la durée de vie de l'appareil.
Les événements catastrophiques : Dans des cas très graves, les appareils peuvent être endommagés à un point tel qu'ils peuvent être physiquement dangereux, avec des risques de brûlures ou d'autres dangers liés à la chaleur extrême.
Un rapport publié par le National Renewable Energy Laboratory (NREL) révèle que les composants électroniques se dégradent approximativement de 50 % lorsqu'ils sont exposés à une augmentation de chaleur supérieure à 10 degrés Celsius.
L'importance croissante de la gestion thermique
La gestion thermique fait partie intégrante de tous les appareils électroniques personnels, qui deviennent de plus en plus mobiles et puissants, et donc de plus en plus attrayants. Plusieurs raisons expliquent cette tendance :
Augmentation de la densité de puissance : Les composants électroniques devenant de plus en plus petits et puissants, ils génèrent plus de chaleur dans un espace réduit, ce qui complique la gestion efficace de la chaleur.
Miniaturisation : La tendance à la miniaturisation signifie que les composants sont plus étroitement serrés, ce qui augmente les températures et rend la gestion thermique encore plus difficile.
Applications à haute performance : Les nouvelles technologies basées sur la 5G, l'intelligence artificielle, la réalité virtuelle, etc., sont toutes des produits électroniques haut de gamme qui produisent beaucoup de chaleur et nécessitent des systèmes de gestion thermique efficaces.
En choisissant le bon type de produits et de technologies de gestion thermique, et en utilisant correctement le système, on peut contrôler la température du système confortablement, en toute sécurité, et travailler efficacement.
Principes de base du transfert de chaleur
Afin de contrôler efficacement la température des appareils électroniques, il est important de comprendre l'importance d'un transfert de chaleur efficace. Le transfert de chaleur s'effectue de trois manières principales : la conduction, la convection et le rayonnement.
La conduction : Les bases et l'importance
La conduction est le transfert de chaleur par contact physique direct entre deux objets. Dans les produits électroniques, la conduction est évidente lorsque les éléments produisant de la chaleur transfèrent celle-ci au cadre qui les entoure, comme le circuit imprimé ou le boîtier de l'appareil. La vitesse de conduction dépend de la conductivité thermique des matériaux utilisés. Les matériaux tels que le cuivre et l'aluminium sont de bons transmetteurs de chaleur.
La méthode de transfert de chaleur par conduction liquide ou gazeuse joue également un rôle important dans la gestion thermique, de manière à ce que la chaleur provenant de la source de chaleur soit évacuée et canalisée vers les pièces du dispositif ou vers un autre modèle de dissipateur thermique. Cela permet également d'optimiser l'utilisation des matériaux de conductivité thermique et d'identifier les conceptions de conduction appropriées de manière à ce que la chaleur typique des parties centrales soit évacuée dans le laps de temps le plus court possible.
Convection : Comment cela fonctionne-t-il dans la gestion thermique ?
La convection est définie comme le mouvement de la chaleur par la circulation de fluides ou de gaz. Dans le cas de l'électronique, la convection se produit lorsque l'air ou le liquide entourant les parties chaudes d'un appareil électronique cherche à absorber la chaleur de ces parties. Il est important de noter qu'il existe deux types de convection : la convection naturelle et la convection forcée.
La convection naturelle utilise le vent ambiant causé par un déséquilibre thermique tel que l'air chaud monte et l'air froid descend. Ce type de convection est idéal dans les systèmes de refroidissement passif, tels que les dissipateurs thermiques dont les composants se trouvent sur la trajectoire extérieure de l'air, ce qui permet à l'air de circuler autour des ailettes.
La convection forcée utilise des équipements mécaniques auxiliaires tels que des ventilateurs ou des pompes pour souffler - ou entraîner - de l'air ou un autre liquide de refroidissement sur les pièces et les composants chauds. Ce mode de transfert de chaleur est plus efficace que la convection naturelle et constitue la situation normale dans un système de refroidissement actif couvrant les dissipateurs thermiques refroidis par ventilateur et les systèmes de refroidissement par liquide.
Le rayonnement : Comprendre son rôle dans la dissipation de la chaleur
Le rayonnement est la méthode de transfert de chaleur sous forme d'énergie résultant d'ondes électromagnétiques dans lesquelles aucun contact ni support n'est nécessaire pour faciliter le mouvement de l'énergie thermique. Dans leurs efforts pour éliminer la chaleur des appareils électroniques, les ingénieurs considèrent le rayonnement comme une méthode de refroidissement moins efficace que la conduction et la convection. Il peut toutefois contribuer à la gestion thermique globale d'un appareil.
Ce mode de transfert de chaleur a lieu lorsque les surfaces à haute température des composants de l'appareil émettent des ondes électromagnétiques qui sont captées par les composants à plus basse température de l'appareil ou de l'espace environnant. Dans de telles situations, la chaleur rayonnée par l'appareil est obtenue en utilisant plusieurs variables, notamment la différence de température entre les surfaces rayonnantes et les surfaces réceptrices, l'émissivité des surfaces et la zone prévue pour le rayonnement.
Même si le rayonnement n'est généralement pas au centre d'une stratégie de contrôle thermique, ses effets doivent être correctement pris en compte dans le contrôle thermique des appareils électroniques. En utilisant des matériaux à forte émissivité et en prévoyant une surface adéquate pour le rayonnement, les ingénieurs peuvent optimiser la dissipation thermique de l'appareil.
Gestion thermique : Techniques de refroidissement actif
Les méthodes de refroidissement actif consistent à imposer des sources d'énergie externes dans les processus d'élimination thermique des gadgets électroniques. Elles sont adoptées lorsque les techniques de refroidissement passif ne suffisent pas à prendre en charge l'énergie thermique et les paramètres de contrôle de la température.
Ventilateurs et soufflantes
Les ventilateurs et les soufflantes de type industriel sont également des composants de base de la solution active qui favorisent le mouvement de l'air et la convection de la chaleur à l'intérieur des dispositifs. Ils fonctionnent en aspirant l'air froid présent dans l'environnement et en le soufflant sur les composants produisant de la chaleur ou sur les dissipateurs de chaleur, transférant ainsi la chaleur à l'air ambiant.
Les ventilateurs sont principalement incorporés dans des appareils électroniques de petite ou moyenne taille, par exemple des ordinateurs de bureau ou portables, ou des armoires. Ils sont bon marché, faciles à utiliser et à monter, et sont capables de fournir des températures suffisantes dans la plupart des situations normales. En revanche, les ventilateurs peuvent être bruyants et, sous réserve des disques, ils s'avèrent plutôt difficiles à utiliser pour les appareils nécessitant un fonctionnement pratiquement silencieux avec des têtes de dissipation élevées.
Les soufflantes - plus robustes que les ventilateurs - sont plus efficaces pour déplacer l'air dans des volumes et des pressions plus élevés. Ces machines sont généralement utilisées dans des applications à forte intensité de ressources, telles que les superordinateurs ou les machines industrielles produisant beaucoup de chaleur. Les soufflantes ont tendance à mieux refroidir que les ventilateurs, mais elles coûtent plus cher et consomment probablement plus d'énergie.
En ce qui concerne la sélection des ventilateurs ou des soufflantes pour une application particulière, les ingénieurs doivent tenir compte du débit d'air, de la pression statique, du bruit et de la consommation d'électricité. Par ailleurs, l'emplacement et l'alignement des ventilateurs ou des soufflantes doivent être corrects afin de faciliter le mouvement régulier de l'air ainsi que l'évacuation de la chaleur.
Refroidissement par liquide
Le refroidissement par liquide est une technique d'élimination de la chaleur dans laquelle un refroidissement actif est effectué par la circulation d'un liquide, généralement de l'eau ou un autre fluide thermique spécial, à travers les puces électroniques afin d'éliminer la chaleur. Contrairement au refroidissement par air, ce type de refroidissement est plus efficace et plus facile à contrôler lorsque le liquide est utilisé, car il possède une grande capacité thermique et une conduction de la chaleur supérieure à celle de l'air.
Les systèmes de refroidissement par liquide peuvent être classés en deux catégories :
Systèmes fermés : Ce type de système de refroidissement liquide consiste en une boucle pré-remplie et complètement étanche contenant un liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement circule dans plusieurs tubes en contact direct avec les sources de chaleur et transmet la chaleur à un radiateur ou à un échangeur de chaleur. Les systèmes fermés sont connus pour leur facilité d'installation et leur rentabilité, mais ils peuvent être coûteux par rapport à d'autres méthodes de refroidissement.
Systèmes ouverts : Ce type de système utilise du matériel externe tel qu'un réservoir, une pompe et des tuyaux pour faciliter l'écoulement du liquide à l'intérieur de l'appareil électronique. Ce liquide calorifique est éjecté dans les composants et pompé dans le réservoir où le liquide chaud est refroidi puis recirculé. D'une manière générale, les systèmes en boucle ouverte sont plus avantageux, mais ils sont plus compliqués et plus délicats.
Les ingénieurs doivent tenir compte d'un certain nombre de paramètres lors de la conception d'un système de refroidissement liquide pour une application particulière, par exemple la quantité de chaleur générée par chaque composant, les propriétés thermiques du liquide de refroidissement, le débit et la pression du système et le degré d'intégration du système dans son ensemble. En outre, les procédures de maintenance, telles que le remplacement du liquide de refroidissement selon un certain calendrier et la détection et la réparation des fuites, sont essentielles pour assurer la fiabilité et l'efficacité prévues de la solution de refroidissement liquide.
Techniques de refroidissement passif
Les techniques de refroidissement passif englobent l'utilisation de divers mécanismes naturels de transfert de chaleur, notamment la convection et le rayonnement, pour éliminer la chaleur des composants électroniques. Ces techniques n'impliquent aucune utilisation d'énergie externe et sont généralement employées avec d'autres techniques de refroidissement actif pour atteindre de meilleures performances thermiques.
Dissipateurs de chaleur
Les dissipateurs de chaleur sont également appelés dissipateurs thermiques et sont utilisés dans les appareils électroniques pour gérer correctement la chaleur excessive. Comme ils sont très efficaces, ces matériaux comprennent l'aluminium et le cuivre et sont dotés d'une large surface avec des ailettes ou des broches afin d'améliorer le transfert de chaleur par convection.
Dans le cas où il existe des solutions de refroidissement actives supplémentaires utilisant des ventilateurs ou des soufflantes, les dissipateurs de chaleur sont efficaces pour améliorer le niveau de refroidissement au sein d'un système. Le dispositif de chauffage/ventilateur/soufflerie pulvérise de l'air frais sur la surface extérieure du dissipateur thermique afin d'améliorer la convection, ce qui permet aux dissipateurs thermiques d'évacuer davantage de chaleur. Cette combinaison garantit un contrôle supérieur de la température lorsqu'il s'agit d'appareils haut de gamme et de grande puissance.
Le choix du dissipateur thermique approprié dépend de facteurs tels que le niveau de chaleur dégagé par le composant, l'espace disponible dans l'appareil et l'ampleur du refroidissement nécessaire.
Pour refroidir efficacement les différents appareils électroniques, les dissipateurs de chaleur sont conçus sous différentes formes et tailles. Parmi les types les plus courants, on peut citer
Dissipateurs thermiques extrudés : Ils appartiennent à la catégorie des produits fabriqués par extrusion et présentent donc des structures d'ailettes simples. Ils sont efficaces en termes de coûts de production et peuvent être utilisés dans de nombreux domaines.
Dissipateurs thermiques à ailettes collées : Ces dissipateurs thermiques comprennent des ailettes fixées à une base, ce qui permet des conceptions plus complexes et un refroidissement plus efficace.
Dissipateurs de chaleur à ailettes pliées : Ils sont constitués de fines feuilles d'acier incorporées dans des réseaux tels que des ailettes et sont légers, ce qui permet d'obtenir des dispositifs de transfert de chaleur efficaces et peu coûteux.
Matériaux d'interface thermique (MIT)
L'utilisation de matériaux d'interface thermique (MIT) est une solution passive d'une importance capitale pour améliorer l'interface thermique entre le dispositif électronique et le dissipateur thermique. Les MIT sont utilisés pour combler les petits vides d'air et les rugosités de la surface, qui constituent des obstacles au transfert de chaleur par conduction.
Les MIT peuvent être trouvés dans plusieurs variétés différentes, y compris :
Graisses ou pâtes thermiques : Il s'agit de matériaux visqueux et modérément épais qui peuvent être étalés uniformément aux interfaces et qui sont enveloppés entre le composant et le puits. Ils offrent des propriétés de transmission thermique notables bien qu'ils soient non conformes et désordonnés.
Coussinets thermiques : Ils sont solides et sont découpés dans la vue préférée de l'utilisateur et collés dans les zones soumises à des températures élevées. Leur efficacité ne varie pas beaucoup non plus, mais ils ont tendance à être plus faciles à appliquer que la graisse.
Matériaux à changement de phase (PCM) : Il s'agit le plus souvent de matériaux à changement de phase ou PCM qui fondent à certaines températures et s'adaptent ainsi à la rugosité de la surface tout en offrant 100% un transfert de chaleur apparent. Toutefois, bien que ces matériaux soient efficaces, ils sont généralement coûteux par rapport à d'autres MIT.
Lors du choix d'un MIT, les ingénieurs doivent tenir compte de la résistance aux limites thermiques et du temps nécessaire à l'application du matériau, ainsi que des propriétés de ce matériau dans le temps. L'application de la bonne quantité est très importante pour éviter la possibilité d'une isolation thermique excessive ou la présence de vides dans le matériau, car ces facteurs peuvent avoir un effet négatif sur la régulation de la température.
Les défis de la gestion thermique
Gestion de la chaleur dans les dispositifs de haute puissance
Les dispositifs électroniques de grande puissance, par exemple les serveurs des centres de données et l'électronique de puissance dans les véhicules à propulsion électrique ou les systèmes aérospatiaux avancés, effectuent des traitements incroyablement importants et ont une densité de puissance très élevée, ce qui fait qu'ils produisent beaucoup de chaleur. Il est donc important de contrôler la chaleur générée par les systèmes afin d'obtenir un meilleur rendement pour qu'ils puissent fonctionner de manière optimale, fiable et sûre.
La gestion de la chaleur des appareils de grande puissance se heurte aux limites d'espace imposées par les solutions de refroidissement. Les appareils étant de plus en plus petits et de plus en plus compacts, il n'y a plus de place pour les dispositifs de refroidissement ordinaires tels que les grands dissipateurs thermiques ou les ventilateurs. Il y a une augmentation de la demande pour des moyens plus imaginatifs et moins encombrants de refroidir l'appareil ou plutôt de dissiper la chaleur, tels que des systèmes de refroidissement liquide spécialisés ou de nouveaux matériaux qui sont plus thermoconducteurs que les matériaux ordinaires disponibles.
L'autre sujet de préoccupation concerne la dissipation inégale de la chaleur au sein des dispositifs à haute puissance. Certaines pièces, comme les processeurs et les transistors de puissance, produisent beaucoup plus de chaleur que les autres, ce qui crée des zones de concentration de chaleur où les contraintes thermiques s'intensifient, évitant ainsi de prolonger la durée de vie de l'ensemble du système. C'est pourquoi les ingénieurs en mécanique doivent utiliser des méthodes d'élimination localisée de la chaleur, telles que le refroidissement direct par liquide, ou des approches de gestion thermique avancées, telles que les matériaux d'interface thermique conçus pour ces composants.
Garantir la fiabilité dans des conditions extrêmes
Toute technologie doit être efficace lorsque des facteurs tels que les températures élevées, l'humidité ou les vibrations sont présents. Ces conditions peuvent encore accroître la charge du système de gestion thermique, ce qui affecte la fiabilité de l'appareil. Il convient seulement de mentionner que les avantages de l'emballage électronique comprennent, entre autres, le mouillage de l'électrolyte chaud. Cela pose un problème d'intégration qui impose des limites en termes de dimensions et de poids, en particulier dans les applications automobiles.
Un exemple particulier d'environnement thermique extrême est le compartiment moteur et son interdépendance avec les facteurs hydrauliques. Dans des domaines tels que l'aérospatiale et la défense, l'incorporation de l'électronique est pratique au niveau AT, mais les conditions de travail sont difficiles. L'objectif est d'éviter de surconcevoir ou de sous-concevoir les systèmes de gestion thermique des composants afin qu'ils soient suffisamment durables et robustes pour supporter cette charge supplémentaire. Cela peut également inclure l'utilisation de conceptions, de plastiques et d'alliages spéciaux, même si la température à contenir est relativement élevée. Le tout premier, bien sûr, est une sorte de décharge de dilatation pour les systèmes à tuyaux chauds ou de décharge de vitesse.
Un autre moyen de garantir la fiabilité dans des conditions extrêmes est de procéder à des essais et à une validation approfondis. Les ingénieurs doivent s'assurer que le système de gestion thermique est placé dans une série de conditions environnementales et opérationnelles afin de rechercher d'éventuels points faibles et modes de défaillance. Toutefois, ces tests rigoureux permettent aux ingénieurs d'optimiser le système lors de sa conception, de sorte que, dans la pratique et dans les conditions de travail réelles prévues, les systèmes et dispositifs livrés fonctionneront correctement.
Gestion thermique dans des applications spécifiques
Appareils électroniques et centres de données
Appareils électroniques et centres de données L'application de la gestion thermique est nécessaire pour les appareils tels que les smartphones, les ordinateurs portables et les ordinateurs de bureau afin d'assurer le confort et l'utilité de leurs utilisateurs. Ils utilisent généralement des méthodes de refroidissement passives et actives telles que des dissipateurs de chaleur et des ventilateurs avec des matériaux d'interface thermique afin d'éliminer la chaleur accumulée à l'intérieur des pièces des composants.
La miniaturisation et le mouvement vers l'augmentation de la densité de puissance sont parmi les problèmes les plus importants dans la gestion thermique des dispositifs électroniques. Si les tendances à la miniaturisation ont fonctionné pour de nombreux ingénieurs, les tendances les plus chaudes, c'est-à-dire celles des appareils compacts et puissants, ont aussi leurs inconvénients. Pour résoudre ce type de problème, les spécialistes travaillent à la création de matériaux sans flamme à haute conductivité thermique, par exemple le graphène de balayage ou les nanotubes de carbone, qui dissiperont efficacement les composants. En outre, de nouvelles méthodes de refroidissement, comme le refroidissement par chambre à vapeur ou les ventilateurs, sont en cours de développement pour améliorer l'efficacité tout en réduisant l'espace global requis pour de telles solutions.
Les centres de données d'aujourd'hui utilisent un mélange de techniques pour gérer la chaleur générée par les systèmes informatiques, les systèmes refroidis par liquide et par air étant les plus courants. Par exemple, l'une des dispositions les plus répandues dans les centres de données est l'allée chaude/allée froide, où les racks de serveurs sont configurés de telle sorte qu'il y a des rangées d'allées chaudes et d'allées froides. L'air froid est soufflé à l'avant du serveur et l'air chaud à l'arrière, créant ainsi un canal efficace et réduisant la quantité d'air chaud et d'air froid mélangés.
Systèmes automobiles
Dans le secteur automobile, la gestion thermique est cruciale pour les performances globales, la fiabilité et la sécurité des différents systèmes du véhicule. L'augmentation de la demande de véhicules électriques et hybrides entraîne une hausse de la demande de gestion thermique des batteries, de l'électronique de puissance et des moteurs électriques.
La gestion thermique des batteries reste très complexe dans les véhicules électriques, car les performances et la longévité des batteries dépendent de leur température de fonctionnement. Ainsi, pour atteindre une température souhaitable dans la batterie, les ingénieurs adoptent différentes méthodes de refroidissement telles que le refroidissement par air, le refroidissement par liquide ou l'application de substances à changement de phase. Des solutions techniques complexes sont nécessaires dans ces systèmes de refroidissement pour garantir une température presque uniforme dans toutes les parties de la batterie afin d'éviter le phénomène d'emballement thermique qui pose des risques pour la sécurité.
L'électronique de puissance et les moteurs électriques dans l'industrie automobile, y compris les véhicules électriques, doivent être dotés de systèmes de gestion thermique efficaces afin d'éviter la surchauffe et de garantir le fonctionnement des composants. Ces composants sont généralement dissipés à l'aide de technologies sophistiquées de refroidissement par liquide, telles que le refroidissement direct du substrat ou le refroidissement par impaction de jet, qui permet de dissiper la chaleur de manière plus ciblée.
Aérospatiale et défense
Les applications aérospatiales et de défense sont uniques en ce qui concerne les exigences en matière de gestion thermique, car elles sont confrontées à différents extrêmes et la haute performance est une condition préalable. Les équipements électroniques installés dans les avions et les engins spatiaux, ainsi que les dispositifs militaires, doivent pouvoir fonctionner à des altitudes élevées, à des températures élevées et à des vibrations importantes sans perdre leur efficacité et leur fiabilité.
Dans le domaine de la défense, la gestion thermique est essentielle à la fonctionnalité et à la survie des systèmes électroniques dans les zones de combat. Les systèmes militaires utilisés par les forces armées, tels que les systèmes radar, les équipements de communication et les dispositifs d'électro-vision, doivent fonctionner dans des conditions de température, d'humidité et d'exposition à la poussière très élevées.
L'une des questions les plus importantes concernant le chauffage et le refroidissement des structures aérospatiales est liée aux sources de froid ou de chaleur qui sont des corps d'induction à l'intérieur des composants structurels. Chaque kilo supplémentaire qu'un avion ou un vaisseau spatial transporte a un coût élevé en termes de consommation de carburant et de volume de charge utile. Il est donc nécessaire de créer de nouveaux concepts pour les systèmes de refroidissement afin d'assurer un refroidissement performant tout en réduisant le poids et le volume de l'ensemble du système.
Dans le domaine des systèmes de gestion thermique aérospatiaux, de nouveaux matériaux tels que les composites à matrice céramique ou les alliages légers sont souvent utilisés pour garantir une conductivité thermique et une intégrité structurelle acceptables à des températures élevées.
ACDCFAN : Des solutions de refroidissement fiables pour diverses industries
ACDC FAN est un fabricant populaire de petits ventilateurs modernes et a développé le marché, couvrant de nombreux secteurs, y compris les machines industrielles, l'énergie électrique, le photovoltaïque, le stockage de l'énergie et les télécommunications. Grâce à ses performances professionnelles et à sa créativité, ACDCFAN a créé et fournit des produits tels que des ventilateurs axiaux CA, des ventilateurs radiaux CA, des ventilateurs axiaux CC, des ventilateurs radiaux CC et des ventilateurs axiaux CE à des clients de toutes les régions du monde. ACDCFAN nous permet donc de prolonger la durée de vie et la capacité de fonctionnement des systèmes électroniques dans de nombreuses branches de l'industrie, grâce à une gestion thermique fiable et efficace.
La gestion thermique active d'ACDC FAN va bien au-delà des produits de refroidissement standard. Les services de fabrication OEM, ODM et OBM de l'entreprise, bénéficient à tous les clients d'un refroidissement précis pour leurs appareils. Ces ventilateurs de refroidissement DC d'ACDCFAN sont conçus à partir de cadres et d'hélices robustes pour fonctionner de manière fiable à des températures extrêmes de -40℃ ou même 120℃. De plus, leurs ventilateurs DC satisfont aux degrés de protection IP65 et IP68, empêchant la pénétration de l'humidité, de l'eau et de la poussière, même dans les conditions d'exploitation les plus défavorables.
Conclusion
Aujourd'hui, la gestion thermique est un élément important de tout système électronique et garantit la performance, la fiabilité et la sécurité dans divers secteurs. En raison de l'augmentation de la puissance, de la compacité et de la complexité des emballages électroniques et des systèmes de table, la question de la gestion thermique est devenue plus délicate à gérer. Il est nécessaire d'utiliser des solutions de gestion thermique appropriées pour relever ces défis, telles que des ventilateurs de refroidissement efficaces ou d'autres technologies de refroidissement.
Pour résoudre ces problèmes, les ingénieurs ont tendance à créer des technologies et des produits de gestion thermique de plus en plus perfectionnés, basés sur de nouveaux matériaux, de nouveaux systèmes de refroidissement et une conception intégrée. Les considérations techniques sont cruciales pour la performance des appareils miniaturisés qui se trouvent dans nos poches ou des centres de données qui hébergent et alimentent le monde numérique.
Avec l'essor de l'électronique de pointe dans le futur, le domaine de la gestion thermique va continuer à progresser et à se développer, et il sera d'une grande importance dans la formation des dispositifs et des systèmes qui alimentent le monde. Les ingénieurs peuvent s'assurer que les appareils électroniques fonctionnent correctement, avec une efficacité et une sécurité maximales dans un nombre croissant d'industries et dans des conditions de plus en plus difficiles, en comprenant les besoins particuliers de l'application et en sélectionnant les stratégies de gestion thermique appropriées.
FAQ
Quelles sont les principales différences entre les techniques de gestion thermique active et passive ?
Les techniques de gestion thermique active telles que les ventilateurs, les souffleries et les systèmes de refroidissement liquide sont considérées comme des méthodes forcées car elles nécessitent un apport d'énergie externe pour le processus de transfert de chaleur. Ces approches sont les plus efficaces en termes d'évacuation de la chaleur et de refroidissement local des composants qui produisent beaucoup d'énergie et permettent donc d'améliorer les performances du système dans des environnements difficiles. D'un autre côté, ces ventilateurs nécessitent un apport d'énergie supplémentaire ; ils compliquent également l'ensemble de la procédure de conception.
Les méthodes de gestion thermique passive, telles que les puits de chaleur, les caloducs ou les matériaux d'interface thermique (MIT), fonctionnent par conduction et convection sans l'aide de sources externes. Elles ne dépendent pas de sources d'énergie supplémentaires, ce qui les rend directes et peu coûteuses dans la plupart des cas. En revanche, les moyens passifs peuvent ne pas fonctionner correctement et ne pas donner les résultats escomptés dans les applications de circuits à haute puissance, et ils sont très dépendants de l'environnement lorsqu'un tel système passif fonctionne, ce qui peut limiter les performances dans des conditions difficiles.
| Comparaison | Gestion thermique active | Gestion thermique passive |
| Puissance requise | Nécessite une alimentation externe (par exemple, ventilateurs, souffleries) | Ne nécessite pas d'alimentation externe (transfert de chaleur naturel) |
| Efficacité du refroidissement | Élevée, efficace pour les composants de haute puissance | Modérée, limitée pour les applications à haute puissance |
| Complexité | Plus complexe, implique des composants supplémentaires | Plus simple, moins de composants |
| Coût | Plus élevé, en raison de la consommation d'énergie et de la complexité de la conception | Moins cher, plus rentable |
| Dépendance à l'égard de l'environnement | Moins dépendants, ils peuvent travailler dans des environnements difficiles | Dépend fortement des conditions ambiantes |
Quelle est la meilleure façon d'éviter la surchauffe des appareils électroniques dans les environnements chauds ?
Il existe plusieurs méthodes qui peuvent être appliquées à la fois dans la phase de conception et dans le fonctionnement du système pour prévenir la surchauffe des appareils électroniques destinés à être utilisés dans des environnements chauds. Il s'agit notamment de
Utilisation de matériaux à haute température : Utiliser des céramiques ou des alliages avancés qui présentent une stabilité thermique et une conductivité thermique élevées afin que les composants puissent survivre à des températures élevées et transférer efficacement la chaleur.
Fournir des refroidisseurs de secours disponibles mettre en œuvre des systèmes de refroidissement redondants : Permettre l'incorporation de systèmes redondants et à sécurité intégrée dans le cadre de la tendance à éliminer la chaleur restreinte du système afin d'améliorer le refroidissement en cas de défaillance ou de situation défavorable.
Installer des méthodes de refroidissement actives : Utiliser des méthodes de refroidissement actif telles que l'utilisation d'air forcé ou l'utilisation de refroidissement liquide pour permettre une élimination meilleure et ciblée de la chaleur dans des systèmes à température de plus en plus élevée.
Améliorer la configuration du système : Essayez de réduire la quantité de chaleur produite en sélectionnant les composants et leur disposition, puis en organisant les systèmes de refroidissement et les voies d'air de manière à maximiser l'évacuation de la chaleur.
Procéder à des essais approfondis du système : Il est important qu'un test rigoureux soit effectué en utilisant des environnements chauds fictifs pour mettre en évidence les faiblesses du système afin d'améliorer la conception de la gestion thermique du système pour un fonctionnement fiable sur une longue période.
En utilisant ces méthodes, les ingénieurs amélioreront considérablement les performances des systèmes électroniques et préviendront le risque de surchauffe dans des conditions difficiles.
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