แกนหลักของการจัดการความร้อนแบบโดรน: คู่มือโดยละเอียดเกี่ยวกับแอปพลิเคชันเจลความร้อนและการเลือกพารามิเตอร์

ภายในระบบที่แม่นยำและซับซ้อนของยานพาหนะทางอากาศที่ไม่มีคนขับ (uavs)การจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการสร้างความมั่นใจในการทำงานที่มั่นคงและความปลอดภัยของการบิน เมื่อโดรนรวมตัวกันมากขึ้นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ภายในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดจะสร้างความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการทำงาน หากความร้อนนี้ไม่กระจายอย่างมีประสิทธิภาพและทันทีมันจะคุกคามประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของเสียงพึมพำโดยตรง ในบรรดาโซลูชันการจัดการความร้อนที่หลากหลายเจลความร้อนเป็นวัสดุอินเตอร์เฟสความร้อนที่สำคัญ (ทิม)มีบทบาทที่ขาดไม่ได้ มันคือการวาง-ชอบหรือเจล-เช่นเดียวกับสารมักทำจากซิลิโคนหรือไม่ใช่-ฐานซิลิโคนผสมกับฟิลเลอร์นำไฟฟ้าที่มีความร้อนสูง ฟังก์ชั่นหลักคือการเติมช่องว่างอากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์ระหว่างความร้อน-การสร้างส่วนประกอบ (เหมือนชิป) และโครงสร้างการกระจายความร้อน (เช่นอ่างล้างมือร้อนหรือปลอกโลหะ)- เนื่องจากอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดีเติมช่องว่างเหล่านี้ด้วยเจลความร้อนช่วยลดความต้านทานต่อความร้อนที่สัมผัสได้อย่างมีนัยสำคัญสร้างเส้นทางที่มีประสิทธิภาพสำหรับการถ่ายเทความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนโดยรวมอย่างมาก

ความต้องการเจลความร้อนในโดรนเกิดจากสภาพแวดล้อมการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์และโครงสร้างภายใน สูง-พลัง-ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ความหนาแน่นเช่นชิปควบคุมหลัก (ซีพียู/Soc) รับผิดชอบในการควบคุมเที่ยวบินและการประมวลผลข้อมูลตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ (ESCS) การจัดการความเร็วมอเตอร์วงจรรวมการจัดการพลังงาน (PMICS) การจัดการการแปลงแรงดันไฟฟ้าและโมดูลที่ดำเนินการส่งภาพและการสื่อสารไร้สาย (เช่นเครื่องส่งสัญญาณวิดีโอและชิปเซ็ต RF)เป็นแหล่งความร้อนที่สำคัญทั้งหมด หากส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงไม่เพียง แต่จะนำไปสู่การควบคุมปริมาณของโปรเซสเซอร์ส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในการควบคุมเที่ยวบินและความเร็วในการประมวลผลภาพ แต่ยังช่วยเร่งอายุส่วนประกอบเพิ่มความเสี่ยงต่อความล้มเหลวและอาจทำให้ระบบปิดระบบเนื่องจากการป้องกันความร้อน การประยุกต์ใช้เจลความร้อนนั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้อย่างแม่นยำทำให้มั่นใจได้ว่าความร้อนจะดำเนินการอย่างรวดเร็วจากส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้

โดยเฉพาะไซต์แอปพลิเคชันสำหรับเจลความร้อนภายในโดรนนั้นแพร่หลายและสำคัญ ตัวอย่างเช่นบนพื้นผิวของ "สมอง" ของเสียงพึมพำของเสียงพึมพำ—ชิปควบคุมหลักหรือสูง-ตัวประมวลผลภาพประสิทธิภาพ—ชั้นของเจลความร้อนจะถูกนำไปใช้ก่อนที่จะมีการผสมพันธุ์อย่างแน่นหนากับอ่างล้างจานความร้อนหรือโลหะกลาง-เฟรมที่ออกแบบมาสำหรับการกระจายความร้อนจัดการกับความร้อนที่เกิดจากการคำนวณสูง สำหรับตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ (ESCS)ซึ่งจัดการกับกระแสน้ำขนาดใหญ่และสัมผัสกับความร้อนที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่ง mosfets พลังงานของพวกเขาเจลความร้อนมีความจำเป็นอย่างเท่าเทียมกันในการถ่ายโอนความร้อนไปยังอ่างล้างมือความร้อนที่แนบมาหรือใช้แขนหรือโครงสร้างร่างกายของเสียงพึมพำโดยตรงสำหรับการระบายความร้อน ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการแปลงพลังงานโดยหน่วยจัดการพลังงานและโมดูลควบคุมแรงดันไฟฟ้ายังต้องได้รับการถ่ายโอนผ่านเจลความร้อนเพื่อความร้อน-กระจายพื้นที่ทองแดงบน PCB หรืออ่างล้างมือความร้อนขนาดเล็ก นอกจากนี้สูง-โมดูลการส่งกำลังไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งแอมป์พลังงาน (ลูกปลา), เซ็นเซอร์ภาพ (CMOS/CCD) และหน่วยประมวลผลของพวกเขาในระดับสูง-โดรนถ่ายภาพทางอากาศสิ้นสุดในระหว่างการบันทึกที่ยาวนานและแม้แต่สูง-ความสว่างของลูกปัดส่องสว่าง (หากติดตั้ง)มักจะพึ่งพาเจลความร้อนสำหรับการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพไปยังส่วนประกอบการกระจายความร้อนที่สอดคล้องกันหรือชิ้นส่วนโครงสร้างทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณที่มั่นคงและคุณภาพของภาพ

การเลือกเจลความร้อนที่เหมาะสมสำหรับโดรนกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ ประการแรก การนำความร้อน เป็นตัวชี้วัดหลักที่วัดความสามารถในการถ่ายเทความร้อน สำหรับแหล่งความร้อนที่สำคัญเช่นซีพียูและสูง-Power ESCs ผลิตภัณฑ์ที่มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าโดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 3.0 W/ม.·K ถึง 8.0 W/ม.·K หรือสูงกว่ามักจะต้องใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการกำจัดความร้อนอย่างรวดเร็ว สำหรับส่วนประกอบที่มีการสร้างความร้อนค่อนข้างต่ำอาจเลือกผลิตภัณฑ์การนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเล็กน้อยเพื่อปรับสมดุลค่าใช้จ่าย พร้อมกันยอดเยี่ยม ฉนวนไฟฟ้า เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่แน่นอน เจลความร้อนจะต้องป้องกันการลัดวงจรไฟฟ้าระหว่างส่วนประกอบและอ่างล้างมือความร้อนซึ่งจำเป็นต้องมีความแข็งแรงของอิเล็กทริกสูงและความต้านทานปริมาตร การพิจารณาโดรนอาจทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ช่วงอุณหภูมิการทำงาน ของเจลความร้อนจะต้องมีความกว้างเพียงพอสามารถทนต่อสภาวะภายนอกจากความเย็นอย่างรุนแรงถึงความร้อนที่รุนแรงเช่นเดียวกับอุณหภูมิสูงของส่วนประกอบเอง -40°C ถึง +150°C หรือกว้างขึ้น ยาว-ความมั่นคงและความน่าเชื่อถือในระยะ ยังมีความสำคัญรวมถึงการมีเลือดออกน้ำมันต่ำ (เพื่อป้องกันการปนเปื้อน)การต่อต้านการทำให้แห้งหรือแตก (เพื่อรักษาประสิทธิภาพความร้อน)และความต้านทานการสั่นสะเทือนที่ดี (เพื่อทนต่อการสั่นสะเทือนระหว่างเที่ยวบินโดรน)- นอกจากนี้ยังเหมาะสม ความหนืด อำนวยความสะดวกในการจ่ายยาอัตโนมัติหรือการใช้งานด้วยตนเองและเจลควรแสดง thixotropy ที่ดีทำให้สามารถไหลได้อย่างง่ายดายภายใต้แรงเฉือน

เพื่อให้แน่ใจว่าเจลความร้อนทำงานได้อย่างดีที่สุดวิธีการใช้งานที่ถูกต้องมีความสำคัญเท่าเทียมกัน ก่อนแอปพลิเคชันให้ทำความสะอาดพื้นผิวที่ติดต่ออย่างละเอียด (พื้นผิวส่วนประกอบและพื้นผิวอ่างล้างจานความร้อน) เป็นสิ่งจำเป็นกำจัดฝุ่นจาระบีและออกไซด์ทั้งหมดซึ่งอาจทำให้การถ่ายโอนความร้อนลดลงอย่างรุนแรง จำนวนเงินที่ใช้ต้องการการควบคุมที่แม่นยำโดยมีเลเยอร์บาง ๆ และสม่ำเสมอ – เพียงพอที่จะเติมเต็มช่องว่างของอินเทอร์เฟซอย่างสมบูรณ์ แต่หลีกเลี่ยงความหนามากเกินไปที่เพิ่มความต้านทานความร้อนหรือทำให้เกิดการไหลล้นและการปนเปื้อน การใช้แรงดันที่เหมาะสมและแม้กระทั่งความดันในระหว่างการติดตั้ง Sink Heat Sink ช่วยให้การแพร่กระจายของเจลและแทนที่ฟองอากาศช่วยลดความต้านทานความร้อน การเลือกบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม (เช่นเข็มฉีดยาคาร์ทริดจ์) และวิธีการจ่าย (คู่มืออัตโนมัติ) ควรตรงกับความต้องการการผลิต ในที่สุดก็มีความจำเป็นที่จะต้องเก็บเจลความร้อนอย่างเหมาะสมตามคำแนะนำของผู้ผลิตให้ความสนใจกับอายุการเก็บรักษาเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์ของวัสดุ การทดสอบความเข้ากันได้ก่อนที่จะแนะนำให้ใช้แอปพลิเคชันจำนวนมากเพื่อยืนยันว่าไม่มีอาการไม่พึงประสงค์เกิดขึ้นกับวัสดุที่ติดต่อ

โดยสรุปเจลความร้อนซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบการจัดการความร้อนแบบพึมพำได้อย่างมีประสิทธิภาพจัดการกับความท้าทายการกระจายความร้อนของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญโดยการเติมช่องว่างส่วนต่อประสานอย่างมีประสิทธิภาพ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนเสียงพึมพำที่สำคัญเช่นคอนโทรลเลอร์หลัก, ESCs, แหล่งจ่ายไฟและโมดูลการส่งผ่านภาพมีส่วนสำคัญต่อความเสถียรด้านประสิทธิภาพของเสียงพึมพำความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานและความปลอดภัยของเที่ยวบิน ดังนั้นการเลือกทางวิทยาศาสตร์และการใช้อย่างถูกต้องสูง-เจลความร้อนประสิทธิภาพเป็นมาตรการที่จำเป็นสำหรับการบรรลุการจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพในการออกแบบโดรนและการผลิต