Kokia aušinimo galia reikia puslaidininkių aušintuvui bandymo įrankiams

Kokia aušinimo galia reikalinga puslaidininkių aušintuvui bandymų įrangai?

Nėra vieno pagrįsto kW skaičiaus puslaidžių aušintuvas naudojamam su bandymų įranga. Tinkama aušinimo galia nustatoma iš šilumos, kuri patenka į aušinimo skysčio ratą tikrojo bandymo eigoje, o ne tik iš bandymų įrangos elektrinės techninės charakteristikos. Įrangos integracijos požiūriu pirmasis naudingas klausimas yra: kiek šilumos ratas turi pašalinti reikalaujamo tiekiamojo skysčio temperatūros sąlygomis, kai aktyvūs yra bandymo objektas (DUT), tvirtinimo įtaisas, šiluminė galvutė ir aplinkos sąlygos?

Apuslaidžių aušintuvas aTE valdymo įrenginiui, tyrimo stovui, deginimo tvirtinimo įtaisui ar šiluminio srauto sąsajai reikia pasirinkti tokį aušintuvą, kuris atitiktų tiek nuolatinę apkrovą, tiek didžiausią tikėtiną laikinąją apkrovą. Ši skirtis yra svarbi, nes įrenginys gali atrodyti patogus neveikiant, tačiau viršyti turimą aušinimo galią, kai pradeda junginėtis didelės galios įrenginys, kai kamera keičia temperatūrą arba kai tvirtinimo įtaisas keičia temperatūrą.

Pradėkite nuo tikrosios bandymų įrangos šiluminės apkrovos

Šiluminė bandymų įrenginio apkrova dažniausiai yra kelių komponentų apkrovų suma. Įrenginio šilumos išsiskyrimas dažniausiai yra labiausiai akivaizdus komponentas, tačiau ne vienintelis. Praktiškas puslaidžių aušintuvas matmenų nustatymo lapas atskiria šilumą, kurią išsklaido bandymų objektas (DUT), šilumą iš lizdų ir sąsajos elektronikos, šilumos galvutės ar plokštumos nuostolius, siurblio šilumą bei šilumos nuostolius per žarnas, kolektorius ir aplinkinę patalpą.

• Nuolatinės būsenos DUT šiluma: vidutinė šiluma, kuri išsisklaido per numatytą bandymų režimą.
• Prilyginimo prietaiso ir sąsajos šiluma: apkrovos plokštės, lizdų mechaniniai komponentai, kontaktoriai, galios moduliai arba šilumos galvutė, kuri maino šilumą su kontūru.
• Laikinoji šiluma: šilumos impulsai, kuriuos sukelia maitinimo ciklinimas, greiti įtampų pakėlimai, kelių vienetų bandymai arba perjungimas iš vienos įrenginio būsenos į kitą.
• Aplinkos šilumos įsisavinimas: izoliacijos nuostoliai, neapdoroti metaliniai paviršiai, ilgos žarnos ir įrenginių aplinkoje esantis karštas oras.
• Hidraulinis viršutinis: siurblio šilumos ir slėgio nuostolių poveikis, kuris gali pakeisti praktinį veikimo tašką.

Su tikslus aušintuvas , ypač vilioja pradėti nuo modelio reklamuojamos galios. Saugesnė seka yra atvirkštinė: pirma apibrėžti apkrovą, tada palyginti galią reikalaujamame išeinančio skysčio temperatūros, srauto ir aplinkos sąlygų taške. Galia švelniame katalogo įvertinimo taške gali neatstovauti galios žemoje bandymo temperatūroje ar kitokio aušalo mišinio sąlygomis.

Apskaičiuokite aušinimo apkrovą iš aušalo matavimų

Kai kontūras veikia, naudingiausias pradinis skaičiavimas naudoja aušalo srautą ir išmatuotą temperatūros pakilimą per įrenginį:

Aušinimo apkrova, Q = m-dot × Cp × ΔT

Čia m-dot yra aušalinčiojo skysčio masės srautas, Cp – aušalinčiojo skysčio specifinė šiluma, o ΔT – grįžtamojo temperatūros minus tiekiamosios temperatūros skirtumas. Gautas rezultatas – šiluma, perduota skysčiui. Vandeniui arti kambario temperatūros Cp dažnai apytiksliai laikoma lygi 4,18 kJ/kg·°C preliminariai skaičiavimui; glikolio mišinys reikalauja tikrųjų, nuo koncentracijos ir temperatūros priklausomų savybių. Tai yra atrankos skaičiavimas, o ne pilnos bandymo sąlygos patvirtinimo pakaitalas.

Pavyzdžiui, tarkime, kad kontūras perneša 12 L/min vandens ir jo grįžtamoji temperatūra yra 3°C aukštesnė už tiekiamąją. Srautas yra apie 0,2 kg/s, todėl įvertinta apkrova yra 0,2 × 4,18 × 3 = 2,5 kW. Jei šis rodmenys atspindi aukščiausią tęstiną bandymo būseną, talpos parinkimas vis tiek turi atsižvelgti į neapibrėžtumą, laikinuosius viršukus, šilumos nutekėjimą ir aušintuvo talpą tikslinėje tiekiamosios temperatūroje. Tai automatiškai nereiškia, kad 2,5 kW vienetas yra tinkamas.

Taikyti rezervą, bet nevertinti jo kaip spėjimo

Atemperatūros reguliavimo aušintuvas reikia rezervo našumo, tačiau rezervas turėtų atitikti žinomą neapibrėžtį, o ne universalų procentinį dydį. Jei procesinė šiluma tiksliai matuojama ir apkrovos ciklas stabilus, nedidelis inžinerinis leidžiamasis nuokrypis gali būti pakankamas. Jei dar nežinomi galios profiliai, bandymų temperatūros, aušinimo skysčio koncentracija ar patalpos sąlygos, kol įrankis nebus išsamiai charakterizuotas, pagrįstas platesnis leidžiamasis nuokrypis.

Vietoj to, kad paprašytumėte „papildomo našumo“, paklauskite, kuo jis apsaugo. Jis gali kompensuoti šiltesnę laboratoriją, būsimą daugiavietį įrenginį, ilgesnį didelės galios veikimo laikotarpį, nepakankamai įvertintas žarnų nuostolas arba mažesnio nustatytosios temperatūros režimu sumažėjusį našumą. Toks požiūris padaro našumo aptarimą peržiūrimą bandymų inžinieriaus, techninės priežiūros komandos ir įrangos integratoriaus.

Patikrinkite keturias sąlygas, kurios viršija kW

1. Tiekiamosios temperatūros ir stabilumo reikalavimai

The puslaidžių aušintuvas turi sukurti pageidaujamą tiekimo būseną reikiamu apkrovos lygiu, o ne tiesiog pasiekti nustatytąją temperatūrą esant mažai arba visiškai neesant apkrovai. Stabilumo reikalavimai turi būti nurodyti kaip bandymo reikalavimai kartu su matavimo vieta, jutiklio metodo aprašymu ir leistinu įsitvirtinimo laiku. Tikslus skaičius šaldytuvo išėjime gali skirtis nuo stabilumo reikalavimų bandymo objekto sąsajos vietoje.

2. Srautas ir slėgio kritimas

Aproceso čilleris gali turėti pakankamą šaldymo našumą ir tuo pat metu būti netinkamas sistemos sprendimas, jei srautas per mažas arba siurblys negali įveikti pritvirtinimo įtaiso, žarnos ir filtro slėgio kritimo. Prieš patvirtinant konfigūraciją, būtina gauti reikiamą srauto intervalą, leistiną slėgį, aušalo keliui taikomus apribojimus bei jungčių technines sąlygas.

3. Laikinojo režimo atsakas

Bandymo įranga dažnai keičia galios padėtį greičiau, nei šaldymo kontūras gali reaguoti. Tarpinės talpos dydis, valdymo logika, kontūro tūris ir šiluminė masė gali visi įtakoti temperatūros nuokrypį. Dėl puslaidžių aušintuvas , naudokite atstovaujantį aukštos galios sekos režimą, kad įvertintumėte viršukilimą, atsigavimo laiką ir grįžtamosios temperatūros tendenciją, o ne remtumėtės tik vidutine apkrova.

4. Aušinimo skysčio suderinamumas ir kondensato kontrolė

Skysčio pasirinkimas veikia šiluminę talpą (Cp), klampumą, siurblio poreikį, korozijos kontrolę ir galios skaičiavimus. Esant žemoms tiekiamojo skysčio temperatūroms, izoliacija, garų sandarinimas ir rasos taško valdymas tampa sistemos reikalavimais. Todėl tikslus aušintuvas pasirinkimas turėtų nurodyti skysčio rūšį, koncentraciją, darbo temperatūrų diapazoną ir atsakomybę už kondensato kontrolę.

Praktiškas puslaidininkių bandymų įrangos matmenų nustatymo darbo eiliškumas

1. Išvardykite visus aušinamus elementus ir nustatykite, ar jų šiluma yra pastovi, ciklinė ar laikinoji.
2. Įrašykite tikslinę tiekiamojo skysčio temperatūrą, leistiną grįžtamosios temperatūrą, reikiamą skysčio srautą, aušinimo skysčio tipą ir tikėtiną patalpos sąlygas.
3. Matuokite arba įvertinkite šilumos kiekį (Q) iš skysčio srauto, skysčio savybių ir tiekiamojo–grįžtamojo skysčio temperatūrų skirtumo (ΔT) atstovaujančiose bandymo būsenose.
4. Pridėkite stebimą nuolaidą neapibrėžtumui ir būsimoms eksploatacijos sąlygoms.
5. Palyginkite reikalaujamą našumą su puslaidžių aušintuvas našumu esamuoju nustatytuoju tašku ir aplinkos sąlygomis.
6. Patikrinkite hidraulinę našumą, temperatūros stabilumą sąsajoje, įspėjimus ir atsigavimą atlikdami paleidimo bandymą.

Rezultatas turėtų būti reikalavimas, pvz., „pašalinti patvirtintą didžiausią šiluminę apkrovą nurodyta tiekimo temperatūra ir srautu, su apibrėžta stabilumo ir atsigavimo kriterijais“, o ne tik paprastas našumo reikalavimas. Toks formulavimas padeda tiekėjui įvertinti temperatūros reguliavimo aušintuvas visą apkrovos ciklą.

Klausimai, kuriuos reikia išspręsti prieš galutinį pasirinkimą

• Kokia yra maksimali nuolatinė DUT ir įrenginio šiluma numatytoje programoje?
• Koks yra trumpiausias, didžiausios galios laikinas režimas ir kokia temperatūros paklaida yra leistina?
• Kur matuojamos tiekimo ir grąžinimo temperatūros?
• Koks aušinimo skystis, koncentracija, srautas ir slėgio nuostolių ribos taikomi?
• Ar būsiamųjų bandymų planas prideda naujų vietų, kanalų ar žemesnę veikimo temperatūrą?

Tinkamai parinkta puslaidžių aušintuvas nėra tiesiog didžiausios galimos įrangos. Per didelė įranga gali sudėtinginti valdymo elgseną ir eksploatacijos išlaidas, o per maža – sukelti temperatūros svyravimus, lėtą atsigavimą ir bandymų pertraukas. Geriausias sprendimas – dokumentuotas šiluminis balansas, patvirtintas atliekant tipinį bandymų seka, o vėliau – parinkta proceso čilleris konfigūracija su reikiamu našumu, srautu, valdymo našumu ir montavimo saugos priemonėmis.