Ядрото на термичното управление на дрона: Подробно ръководство за приложение на термичен гел и избор на параметри

В рамките на точните и сложни системи на безпилотни летателни апарати (БПЛА), Ефективното термично управление е от първостепенно значение за осигуряване на стабилна работа и безопасност на полета. Тъй като дроновете стават все по -интегрирани, електронните компоненти в техните компактни пространства генерират значителна топлина по време на работа. Ако тази топлина не се разсее ефективно и бързо, тя директно заплашва производителността, надеждността и дори живота си на дрона. Сред различните решения за термично управление, термичен гел, като решаващ материал за термичен интерфейс (Тим), играе незаменима роля. Това е паста-като или гел-като вещество, обикновено направено от силикон или не-Силиконова основа, смесена със силно термично проводими пълнители. Основната му функция е да запълни микроскопичните пролуки на въздуха между топлината-Генериране на компоненти (Като чипове) и структури за разсейване на топлина (като радиаторни минки или метални обвивки). Тъй като въздухът е лош проводник на топлина, запълването на тези пропуски с термичен гел значително намалява контактната топлинна устойчивост, създавайки ефективен път за пренос на топлина и по този начин значително повишава общата ефективност на разсейване на топлина.

Търсенето на термичен гел в дронове произтича от тяхната уникална работна среда и вътрешна структура. Високо-мощност-Електронни части на плътността, като основния контролен чип (Процесор/Soc) отговорен за контрола на полета и обработката на данни, електронните контролери за скорост (Escs) Управление на скоростта на двигателя, интегрираните схеми за управление на захранването (Pmics) Работа с преобразуване на напрежението и модули, изпълняващи предаване на изображения и безжична комуникация (Като видео предаватели и RF чипсети), са всички основни източници на топлина. Ако тези компоненти работят непрекъснато при високи температури, това може не само да доведе до претоварване на процесора, влияещо върху прецизността на контрола на полета и скоростта на обработка на изображения, но и ускорява стареенето на компонентите, увеличаването на рисковете за отказ и потенциално причинява изключване на системата поради термична защита. Прилагането на топлинен гел е точно насочено към справяне с тези предизвикателства, като се гарантира, че топлината бързо се провежда далеч от тези критични компоненти.

По -конкретно, местата на приложението за термичен гел в рамките на дрон са широко разпространени и критични. Например, на повърхността на „мозъка“ на дрона—основният контролен чип или висок-Процесор за изпълнение на изображението—Поставя се слой от термичен гел, преди да бъде плътно чифтосан с радиатор или метална средна-Рамка, предназначена за разсейване на топлина, справяне със значителната топлина, генерирана от високи изчислителни натоварвания. За електронните контролери за скорост (Escs), които се справят с големи течения и изпитват значително отопление, по -специално техните мощни MOSFET, топлинният гел е еднакво необходим за прехвърляне на топлина в прикрепени радиатори или директно използване на ръцете или структурата на тялото на дрона за охлаждане. Топлината, генерирана по време на преобразуване на мощността от модулите за управление на мощността и модулите за регулатор на напрежението, също трябва да бъде канализирана чрез термичен гел към топлина-Разсейване на медни зони върху ПХБ или малки радиаторни мивки. Освен това, високо-модули за предаване на захранване, особено усилвателите на мощността (PAS), сензори за изображение (CMOS/CCD) и техните обработващи единици във високо-Крайни дронове на въздушна фотография по време на дълги записи и дори високи-яркост, водещи с осветени мъниста (ако е оборудван), често разчитайте на термичен гел за ефективен пренос на топлина към съответните компоненти на разсейване на топлината или структурни части, като гарантирате стабилното предаване на сигнала и качеството на изображението.

Изборът на правилния термичен гел за дронове налага строги изисквания към неговите параметри на производителността. Първо, Топлинна проводимост е основният показател, измерващ способността му за пренос на топлина. За големи източници на топлина като процесори и високи-ЕКС, продукти с по -висока топлопроводимост, обикновено вариращи от 3,0 W/m·K до 8.0 W/m·K или дори по -високи, обикновено се изискват, за да се осигури бързо отстраняване на топлина. За компоненти със сравнително по -ниско генериране на топлина могат да бъдат избрани малко по -ниски продукти за проводимост, за да балансират разходите. Едновременно, отлично Електрическа изолация е абсолютна предпоставка; Термичният гел трябва да предотврати електрически късо съединение между компоненти и радиаторни мивки, което налага висока диелектрична якост и обемно съпротивление. Като се има предвид, че дроновете могат да работят в екстремни среди, Работен температурен диапазон на топлинния гел трябва да е достатъчно широк, способен да издържа на външни условия от тежък студ до интензивна топлина, както и високите температури на самите компоненти, обикновено изисквайки стабилност в диапазон от -40°C до +150°C или по -широко. Дълго-Срочна стабилност и надеждност също са от решаващо значение, обхващащи ниско кървене от масло (за предотвратяване на замърсяване), устойчивост на изсушаване или напукване (За поддържане на топлинните характеристики)и добра устойчивост на вибрации (да издържат на вибрациите по време на полет на дронове). Освен това, подходящ Вискозитет Улеснява автоматизираното разпределение или ръчно приложение, а гелът трябва да проявява добра тиксотропия, което му позволява лесно да тече под срязване, но останете поставени веднъж приложени.

За да се гарантира, че термичният гел се изпълнява оптимално, правилните методи на приложение са еднакво важни. Преди нанасяне, задълбочено почистване на контактните повърхности (Компонентна повърхност и повърхност на радиатора) е от съществено значение, премахвайки целия прах, мазнини и оксиди, което в противен случай би било силно нарушено термично прехвърляне. Приложеното количество се нуждае от прецизен контрол, насочен към тънък и равномерен слой – Достатъчно за пълнене на пропуските в интерфейса напълно, но въпреки това избягвайки прекомерната дебелина, която увеличава топлинното съпротивление или причинява преливане и замърсяване. Прилагането на подходящо и равномерно налягане по време на монтажа на радиатора помага на разпръскването на гел и изместване на въздушните мехурчета, като допълнително намалява топлинното съпротивление. Избор на правилната опаковка (например спринцовки, патрони) и метод за разпределяне (Ръководство, автоматизирано) трябва да съответства на нуждите на производството. И накрая, е наложително да се съхранява правилно термичния гел според препоръките на производителя, като се обърне внимание на срока на годност, за да се гарантира целостта на материала. Тестването на съвместимостта преди масовото приложение също е препоръчително да се потвърди нежелани реакции с материалите в контакт.

В обобщение, термичният гел, като ключов елемент в системите за управление на термично управление на дрона, ефективно се занимава с предизвикателствата на разсейването на топлината на критичните електронни компоненти чрез ефективно попълване на пропуски в интерфейса. Той се използва широко в жизненоважни части на дронове като основния контролер, ESC, модули за захранване и предаване на изображения, като значително допринася за стабилността на производителността на дрона, оперативната надеждност и безопасността на полета. Следователно, научно подбор и правилно прилагане на високо-Термичният гел на производителността е необходима мярка за постигане на ефективно управление на термика при проектиране и производство на дронове.