Termisk: Hvad købere har brug for at vide

Termisk styring er elektronikens usungne helt, der holder enhederne kølige og fungerer korrekt. At købe fagfolk ved at identificere forskellige typer termiske produkter, forstå hvordan de fungerer og anerkende overvejelser for ledetider kan hjælpe dem med at finde den bedste løsning.

At designe en termisk løsning er ikke noget, som købere ofte kan gøre alene. Ingeniører bør involveres, fordi det kræver en anden tilgang end sourcing af standardelektroniske komponenter.

En måde at opdele forskellige typer termiske produkter på er ved aktiv køling og passiv køling. Aktiv køling bruger strøm til at levere køling, som en blæser (AC eller DC) eller en Peltier-enhed . Køleteknologier, der ikke kræver strøm, inkluderer fedt, kit eller termopuder.

Figur 1: Copal's F310R-05LLC aksial 5 V_DC ventilator kan bruges til aktiv køling. (Billedkilde: Nidec Copal Electronics)

Rummet (Space)

Den vigtigste overvejelse er, hvor meget plads der er tilgængelig. For eksempel har computere med store kabinetter masser af plads til en ventilator.

Stillet over for applikationer som wearables eller mobiltelefoner er plads en kritisk overvejelse. Store termiske løsninger fungerer ikke. I stedet skal termopuder, geler eller fedt anvendes. Dette er de typer løsninger, der kan bruges til at afbøde pladsbegrænsninger. Det er også vigtigt at bemærke de typer komponenter og moduler, der genererer varme, såsom trådløse RF-moduler og strømforsyninger.

Varmeafledning

Varme genereret af en komponent skal spredes uden for applikationen. Det er ikke nok til at absorbere varmen, det skal overføres til noget andet, enten tilfældet, et andet område eller i luften.

Termisk styring handler om at tage varme ud af komponenten og sprede den andre steder. Hvis varme absorberes af komponenten i stedet for at blive fjernet, vil det i bedste fald bremse ydelsen og i værste fald ødelægge delen.

I applikationer, hvor der er plads, kølelegemer Kan bruges. Et kølelegeme er et metal- eller keramisk vask, der placeres på komponenten. Kølelegemer har lameller eller ribben, der overfører varme fra komponenten til luft. Kølelegemet skal monteres tæt på komponenten. Komponentens overflade kan virke glat, men er faktisk ikke. Overfladen mellem kølelegemet og komponenten skal fyldes med et mellemliggende materiale som f.eks fleksibel pude, gel eller fedt . Nogle køleplader leveres med den mellemliggende pude integreret i bunden.

Figur 2: Chemtronics kølelegeme fedt bruges til at udfylde hullet mellem komponenten, der køles, og en køleplade for forbedret termisk overførsel. (Billedkilde: Chemtronics)

Timing

Lige så vigtig som den løsning, der vælges, er når dette valg træffes. De to vigtigste tekniske parametre for en termopude, som er en populær løsning, er, hvor meget varme de kan sprede, og hvor hurtigt de kan klare det. Det er noget, der skal beregnes før eller under designprocessen. Det skal derefter testes i selve applikationen, hvor ingeniører skal være involveret.

Den næste store parameter, der skal overvejes, er, hvor fleksibel puden skal være. På dette tidspunkt er det også vigtigt at overveje, om applikationen skal bruge en pude eller en gel. En gel kan enten være fedt eller kit. Et problem med fedt er, at vedligeholdelse kan blive problematisk, beskidt og rodet, hvis en smurt komponent skal bearbejdes eller repareres. Også på lang sigt er fedt ikke særlig pålideligt, fordi det nogle gange kan miste sin form og ikke spredes ens over komponentens overflade. På den anden side er fedt meget billigere end andre løsninger.

En pude er i de fleste tilfælde bedre, men den skal skæres for at passe til komponentens form. Den brugerdefinerede karakter af at bruge en pudeløsning betyder, at den kan koste mere. Indkøbsprofessionelle bør tage alle disse variabler i betragtning plus kvaliteten og den ekstra tid, det tager producenten at skære puderne.

For ledetider citerer de fleste producenter en standard tidsskala på omkring fem til seks uger plus måske en til to ekstra uger til forudskæring. Nogle producenter kan citere op til 12 uger, fordi det anvendte materiale er en kombination af mange råvarer og derfor er afhængigt af andre producenter. Således kan eksterne problemer forsinke ledetiderne.

For eksempel ødelagde det japanske jordskælv, der opstod for nogle år siden mange af limfabrikkerne. Lim er en nøglekomponent i pads, så leveringstider forlænges til 16 uger eller længere. Med Covid-19 lukkede nogle fabrikker. På grund af aktiebeholdningen forblev Digi-Keys ledetid imidlertid upåvirket, og indflydelsen fra pandemien har været minimal. I sidste ende afhænger det af applikationen, og hvordan ting konkurrerer på pris.

Sporbarhed

For termisk styring er komponentens sporbarhed også en vigtig overvejelse. Digi-Key køber kun direkte fra producenter for at sikre ægthed. Dette hjælper også købere med hurtigt at isolere eventuelle problemer med prototyper og komme hurtigere til kilden til problemet.

En anden grund til, at sporbarhed er vigtig med termisk styring, er holdbarheden. Med specialvarmepuder, fedt eller kit er det vigtigt, at distributøren holder øje med holdbarheden. Forskellige puder, producenter og kemikalier har alle forskellige holdbarheder: nogle gange kan det være et år, nogle gange kan det være fem år, og for andre kan det være ubestemt. Uanset hvad skal det tages i betragtning af sourcing af professionelle under indkøbsprocessen.

Mens sourcing af termostyringsløsninger kan være mere komplekse end typiske elektroniske komponenter, kan det være en virkelig givende oplevelse, der giver nye veje for ingeniør- og indkøbsteamet til at arbejde sammen. Digi-Key tilbyder tusindvis af forskellige termostyringsdele fra lager til øjeblikkelig forsendelse fra mere end 65 kvalitetsnavne-mærkeproducenter. Som altid er Digi-Key og dets interne team af ingeniører til rådighed til at yde 24/7 kundesupport til indkøbsprofessionelle, der træffer beslutninger om løsninger til termisk styring.