Ilnucleo della gestione termica dei droni: una guida dettagliata all'applicazione del gel termico e alla selezione dei parametri

All'interno dei sistemi precisi e complessi di veicoli aerei senza pilota (UAVS), Efficiente una gestione termica è fondamentale per garantire un funzionamento stabile e sicurezza del volo. Man mano che i droni diventano sempre più integrati, i componenti elettronici all'interno dei loro spazi compatti generano calore significativo durante il funzionamento. Se questo calorenon viene dissipato in modo efficace e prontamente, minaccia direttamente le prestazioni, l'affidabilità e persino la sua durata della vita. Tra le varie soluzioni di gestione termica, il gel termico, come materiale di interfaccia termica cruciale (Tim), svolge un ruolo indispensabile. È una pasta-come o gel-come sostanza, in genere realizzato in silicone onon-Base silicone miscelata con riempitivi altamente conduttivi termicamente. La sua funzione principale è colmare le lacune dell'aria microscopica tra il calore-Generare componenti (come patatine) e strutture di dissipazione del calore (come dissipatori di calore o involucri di metallo). Poiché l'aria è un scarso conduttore di calore, riempire questi lacune con gel termico riduce significativamente la resistenza termica di contatto, creando un percorso efficiente per il trasferimento di calore e quindi migliorandonotevolmente l'efficienza complessiva di dissipazione del calore.

La domanda di gel termiconei droni deriva dal loro ambiente operativo unico e dalla struttura interna. Alto-energia-Parti elettroniche di densità, come il chip di controllo principale (processore/Soc) Responsabile del controllo di volo e dell'elaborazione dei dati, i controller di velocità elettronica (ESCS) Gestione della velocità del motore, i circuiti integrati di gestione dell'alimentazione (Pmics) Gestione della conversione della tensione e moduli che eseguono la trasmissione dell'immagine e comunicazione wireless (come i trasmettitori video e i chipset RF), sono tutte le principali fonti di calore. Se questi componenti funzionano continuamente ad alte temperature, ma possononon solo portare a una limitazione del processore, influenzare la precisione del controllo del volo e la velocità di elaborazione delle immagini, ma anche accelerare l'invecchiamento dei componenti, aumentare i rischi di guasto e potenzialmente causare arresti di sistema dovuti alla protezione termica. L'applicazione del gel termico ha lo scopo di affrontare con precisione queste sfide, garantendo che il calore sia rapidamente condotto lontano da questi componenti critici.

In particolare, i siti di applicazione per il gel termico all'interno di un drone sono diffusi e critici. Ad esempio, sulla superficie del "cervello" del drone—il chip di controllo principale o alto-Processore di immagini delle prestazioni—Viene applicato uno strato di gel termico prima che sia strettamente accoppiato con un dissipatore di calore o un metallo medio-Frame progettato per la dissipazione del calore, affrontando il sostanziale calore generato da elevati carichi di calcolo. Per i controller di velocità elettronica (ESCS), che gestiscono grandi correnti e sperimentano un riscaldamento significativo, in particolare il loro MOSFET di potenza, il gel termico è ugualmentenecessario per trasferire il calore ai dissipatori di calore attaccati o utilizzare direttamente le braccia del drone o la struttura del corpo per il raffreddamento. Il calore generato durante la conversione di potenza dalle unità di gestione dell'alimentazione e i moduli del regolatore di tensione deve anche essere incanalato tramite gel termico per calore-Dissipando le aree di rame sul PCB o piccoli dissipatori di calore. Inoltre, alto-Moduli di trasmissione dell'immagine di potenza, in particolare gli amplificatori di potenza (Pas), Sensori di immagine (CMOS/CCD) e le loro unità di elaborazione in alto-Fine Droni di fotografia aerea durante le lunghe registrazioni e persino alti-perle di illuminazione a LED di luminosità (Se equipaggiato), spesso si basa sul gel termico per un efficace trasferimento di calore ai corrispondenti componenti di dissipazione del calore o parti strutturali, garantendo la trasmissione del segnale stabile e la qualità dell'immagine.

La selezione del gel termico giusto per i droni impone requisiti rigorosi sui suoi parametri di prestazione. In primo luogo, Conducibilità termica è la metrica principale che misura la sua capacità di trasferimento di calore. Per le principali fonti di calore come CPU e alte-ESC di alimentazione, prodotti con conducibilità termica più elevata, in genere vanno da 3,0 W/M·K a 8,0 w/M·K o anche più in alto, sono generalmente richiesti per garantire una rapida rimozione del calore. Per i componenti con generazione di calore relativamente più bassa, potrebbero essere scelti prodotti di conducibilità leggermente più bassi per bilanciare i costi. Contemporaneamente, eccellente Isolamento elettrico è un prerequisito assoluto; Il gel termico deve prevenire cortocircuiti elettrici tra componenti e dissipatori di calore, che richiede un'elevata resistenza dielettrica e resistività al volume. Considerando che i droni possono operare in ambienti estremi, il Intervallo di temperatura operativo del gel termico deve essere sufficientemente largo, in grado di resistere a condizioni esterne dal freddo a un calore intenso,nonché le alte temperature dei componenti stessi, in genere richiedono stabilità all'interno di una serie di una serie di -40°C a +150°C o più largo. Lungo-Termine stabilità e affidabilità sono anche cruciali, che comprendono un basso sanguinamento dell'olio (per prevenire la contaminazione), resistenza all'asciugatura o al cracking (Per mantenere le prestazioni termiche)e buona resistenza alle vibrazioni (per resistere alle vibrazioni durante il volo dei droni). Inoltre, un adatto Viscosità Facilita l'erogazione automatizzata o l'applicazione manuale e il gel dovrebbe esibire una buona tixotropia, permettendogli di fluire facilmente sotto il taglio ma rimanere messo una volta applicato.

Per garantire che il gel termico abbia funzionamento in modo ottimale, i metodi di applicazione corretti sono ugualmente importanti. Prima dell'applicazione, una pulizia approfondita delle superfici di contatto (superficie del componente e superficie di dissipatore di calore) è essenziale, rimuovendo tutta la polvere, il grasso e gli ossidi, che altrimenti comprometterebbero gravemente il trasferimento termico. La quantità applicata richiede un controllo preciso, mirando a uno strato sottile e uniforme – sufficiente per riempire completamente gli spazi di interfaccia, eppure evitando uno spessore eccessivo che aumenta la resistenza termica o provoca il trabocco e la contaminazione. L'applicazione della pressione appropriata e uniforme durante l'installazione del dissipatore di calore aiuta il gel a diffondere e spostare le bolle d'aria, riducendo ulteriormente la resistenza termica. Scegliere l'imballaggio giusto (ad esempio siringhe, cartucce) e metodo di erogazione (Manuale, automatizzato) dovrebbe soddisfare le esigenze di produzione. Infine, è indispensabile conservare correttamente il gel termico secondo le raccomandazioni del produttore, prestando attenzione alla sua durata di conservazione per garantire l'integrità dei materiali. È inoltre consigliabile il test di compatibilità prima dell'applicazione di massa per confermare chenon si verificano reazioni avverse con i materiali a contatto.

In sintesi, il gel termico, come elemento chiavenei sistemi di gestione termica dei droni, affronta efficacemente le sfide di dissipazione del calore dei componenti elettronici critici riempiendo in modo efficiente lacune di interfaccia. È ampiamente utilizzato in parti di droni vitali come il controller principale, gli ESC, l'alimentazione e i moduli di trasmissione delle immagini, contribuendo in modo significativo alla stabilità delle prestazioni del drone, all'affidabilità operativa e alla sicurezza del volo. Pertanto, selezionando e applicando correttamente scientificamente il massimo-Il gel termico delle prestazioni è una misuranecessaria per ottenere una gestione termica efficientenella progettazione e produzione dei droni.