Problèmes Importants dans la Gestion Thermique

Problèmes Importants dans la Gestion Thermique par Alix Paultre, GlobTek (www.globtek.com)

Il semble que les problèmes de gestion thermique surviennent constamment dans l'électronique grand public, harcelant les fabricants de produits allant des consoles de jeu aux tablettes ou aux téléphones. Certains problèmes impliquent des appareils qui sont « simplement » désagréablement chauds (ce qui m'indique qu'ils ne seraient pas très heureux dans un environnement chaud), mais d'autres cas ont impliqué des emballements thermiques catastrophiques (une manière de dire que l'appareil a explosé en flammes). Quel est le problème avec cette image ? Est-ce que personne ne se rappelle qu'une conception convenable d'un appareil nécessite également une gestion thermique appropriée ?

Le courant se déplaçant dans un circuit ne peut pas se faire sans une certaine perte, et cette perte est exprimée en tant que chaleur résiduelle. Même si un appareil complet était composé de puces Impossibilium sur un substrat de Stupendium et était un supraconducteur à température ambiante, le travail effectué dans les semi-conducteurs eux-mêmes (sans compter les moteurs, MEMS, ou les capteurs) produirait de la chaleur résiduelle qui devrait être absorbée. Des personnes comme Alex Lido nous ont parlés des problèmes thermiques croissants des semi-conducteurs et des problèmes de la densité composante depuis maintenant plus d'une décennie, et la technologie d'échange de chaleur est en fait assez sophistiquée.

Pourquoi tant de produits ont-ils des problèmes thermiques ?

La Pression du marché

Tout le monde veut avoir « LE » gadget, ou au moins le produit que chacun qui ne peut pas obtenir « LE » gadget cherche à avoir. Dans le domaine du consommateur, cela implique souvent la taille. Les concepteurs sont forcés de faire des compromis sur la gestion thermique dans une course au minuscule. Si juste quelques millimètres d'un plan incluaient une gestion thermique additionnelle - Si des caloducs, des radiateurs, des micro canaux d'air pour des voies thermiques, etc. - étaient incorporés dans une conception nous aurions bien moins d'histoires de personnes détruisant leurs appareils électroniques ou gênées par ceux-ci. Dans certains cas, les utilisateurs ont été accusés de se servir de leurs appareils dans « un environnement inadéquat », une manière fantaisiste de dire que l'appareil ne peut pas fonctionner correctement dans les endroits chauds. Nous savons tous que le client dicte la conception, mais l'industrie doit être prévenante au sujet des problèmes thermiques de base et de la nécessité de les adresser correctement dans un appareil.

Situations inconnues

Fait très intéressant, les produits faits pour des marchés autres que le consommateur ne sont pas aussi fortement touchés par les problèmes thermiques, car les marchés tels que commercial et industriel (sans compter des véhicules à moteur et le militaire/aérien) ont des directives, formelles et officielles, sur la gestion thermique et d'autres caractéristiques de fonctionnement importantes. C'est parce qu'il y a des conséquences graves d'affaires quand votre produit ne fonctionne pas et vos affaires dépendent d'eux (ou dans le cas du militaire/aérien, souvent c'est votre vie qui en dépend). Par exemple, récemment ici chez GlobTek nous avons eu une application d'alimentation électrique de RFID où le client était préoccupé par la gestion thermique de l'alimentation électrique dans l'atmosphère raréfiée d'une soute d'avion-cargo. L'air moins-dense a une capacité réduite de capturer et déplacer la chaleur, mettant à rude épreuve les systèmes de refroidissement conçus pour les densités d’atmosphère et les caractéristiques thermiques du niveau de la mer. GlobTek a satisfait le besoin du client en s'assurant que le système de refroidissement dans l'alimentation électrique pouvait fonctionner à des altitudes aussi hautes que 9500 pieds (2950 mètres). Les alimentations électriques ont été testées en altitude pour s'assurer qu'elles répondaient aux exigences du client.

Parfois une chose est simplement cassée. Certaines conceptions ont quelque chose qui leur manque, comme la nature de l'environnement ambiant, ou des problèmes des stockage, ou des problèmes ergonomiques de l'appareil où des situations imprévues de l'utilisateur pourraient bloquer les trous d'aération, couvrir les radiateurs, ou ajouter de la chaleur résiduelle aux périphériques. Plusieurs de ces questions ne sont pas vraiment une manifestation d'une pauvre conception, simplement une conception qui peut ne pas avoir pris en compte toutes les modalités possibles d'utilisation (les moins charitables appelleraient ça une pauvre conception). Un appareil qui est prévu pour l'utilisation du consommateur devrait satisfaire les conditions environnementales qui doivent prendre en compte le fait que les gens prennent leurs affaires partout. La génération actuelle ne lâche seulement leurs smartphones que lorsqu'ils doivent utiliser l'autre main pour quelque chose d'important.

Laisser un peu d'espace

Il existe de nouvelles méthodologies de gestion thermique maintenant disponibles, ainsi que des technologies plus anciennes à qui on a donné une nouvelle vie due à une nouvelle technologie de base. Les répartiteurs de chaleur améliorés, l'utilisation originale des matériaux et des conceptions de d'ensemble, et une meilleur conception et modélisation peuvent garantir que n'importe quel appareil mis sur le marché peut fonctionner dans n'importe quel environnement qui peut supporter la vie humaine. Nous devons mettre en application une meilleure gestion thermique tout comme nous devons repousser les pressions de compromis de conception pour du marketing ou pour narguer les concurrents. Le fait est que les appareils sont maintenant de plus en plus menés par l'ergonomie et les logiciels que des limitations de taille