Esta pregunta está relacionada con quién sabe diseñar una gestión térmica. Empecé a aprender a hacer esto, a nivel de aficionado.
Entonces, esta es la suposición de la situación: cuando alguien diseña el manejo térmico de un componente electrónico (digamos un IC promedio), comienza brevemente desde la temperatura máxima de la unión y sube al ambiente eliminando el calor retenido de la temperatura inicial , debido a la resistencia térmica. Eventualmente, para lograr la compatibilidad con una temperatura ambiente dada, con una ecuación se puede idear la resistencia térmica del disipador.
Por ejemplo, Tj=130 °C, Ta=30 °C, P = 2,3 W y las diversas resistencias térmicas desde la unión hasta el ambiente SIN el disipador son en total 17 °C/W. A 30°C de Ta, necesito un disipador de ((Tj-Ta)/P)-17°C/W = 26,5°C/W.
Ahora, necesito algunas aclaraciones (suponiendo que lo que dije hasta ahora sea más o menos correcto...).
Aclaración 1: este diseño no permitirá que el sistema se utilice en ambientes superiores a 30°C (usando solo convección). ¿Correcto?
Aclaración 2: ¿la temperatura de la superficie del disipador de calor debe ser superior a 30 °C? Las mediciones indicaban una temperatura del disipador de calor superior a 45 °C a Ta = 20 °C, por lo que supongo que la respuesta es sí. Pero, ¿cómo calcularlos a priori, para hacer los controles adecuados?
Aclaración 1
La ecuación reorganizada para determinar la impedancia térmica requerida de un disipador de calor es
Entonces, suponiendo que haya utilizado los valores correctos, entonces sí, esto esencialmente establece el ambiente máximo del disipador de calor en el que puede funcionar el sistema.
Aclaración 2
Y esto es un problema real. Una solución es un análisis de elementos finitos válido de la capacidad térmica para determinar qué tan eficiente es una determinada topología de aletas en la eliminación de calor al aire circundante.
otra solución es adelantarse a la consideración óptima de las aletas: si las aletas están demasiado cerca, el coeficiente de transferencia de calor disminuye, si las aletas están demasiado separadas, el coeficiente de transferencia de calor disminuye igualmente debido a una deducción en el área superficial...
Hay algunas ecuaciones que ayudan a determinar la configuración óptima de las aletas.
Entonces hay empíricamente. La regla general habitual cuando se enfrían electrónicamente de forma pasiva es que el disipador de calor estará en un rango de temperatura de 35-45 °C (con una temperatura ambiente de 25 °C) si el disipador de calor está expuesto a la habitación. Si el disipador de calor está cerrado o aguas abajo de otro dispositivo de producción térmica, entonces una temperatura ambiente local de 50-60 es un punto de partida razonable para el primer paso.
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