Suurin lämpötila, jonka pii kokee, voi olla paljon enemmän kuin ympäröivä. 50 ° C: n ympäristössä tapahtuu varmasti. Se on vain 122 ° F. Olen henkilökohtaisesti kokenut sen Kofa Wildlife -suojelualueella Yuma Arizonan pohjoispuolella. Sinun on suunniteltava pahimpaan tapaukseen, ei toivomukseen. Oletetaan, että ympäristön lämpötila voi olla 60 ° C (140 ° F).

Se ei sinänsä ole suuri ongelma, mutta et saa sitä itsestään. Ota sama lämpömittari, jonka lukema on 60 ° C ulkona, ja laita se metallikoteloon, joka istuu maahan auringon alla. Se tulee olemaan paljon kuumempi.

Olen nähnyt jonkun paahtavan munaa auton konepellillä auringossa Phoenix AZ: ssa. Myönnetään, että tämä oli tarkoitusta varten tarkoituksellisesti perustettu temppu. Auto oli pysäköity oikeaan kulmaan, konepelti oli kallistettu oikeassa kulmassa ja maalattu tasaiseksi mustaksi. Se osoittaa kuitenkin edelleen, että vain aurinkopalalla istuva metallikappale voi tulla todella kuumaksi.

Jätin kerran auton pysäköidyksi Las Vegasin lentokentälle muutamaksi päiväksi. Olin jättänyt yhden näistä halvoista "keppi" kuulakärkikynistä kojelautaan, osittain kiinni sivun yli. Palattuani kynä taivutettiin 90 ° kojelaudan huulen yli. En tiedä missä lämpötilassa tällaiset kynät sulavat, mutta selvästi se lämpenee paljon enemmän kuin ympäröivä ympäröivissä olosuhteissa suljetussa laatikossa.

Jos jätit kojelaudalle aurinkoon halvan kulutuselektroniikan ja se ei toiminut, olet todennäköisesti hieman ärtynyt, heitä se sitten ja vaihda se. Jos öljypumpun ohjain lakkasi toimimasta kesällä, koska se on tullut liian kuumaksi, menetät paljon rahaa, olet melko järkyttynyt ja todennäköisesti ostat korvaavan tuotteen toisesta yrityksestä, joka ottaa laatua vakavammin. Jos ohjuspuolustusjärjestelmäsi lakkaisi toimimasta, koska sijoitit sen Irakin autiomaan eräiden mukavien mukavien testialueiden sijaan Massachusettsissa, joissa se kehitettiin, olisit kuollut. Hankintavirkailijat, joita ei eroteta, ovat erityisen varovaisia ​​vaatiakseen kaiken elektroniikan toimimasta korkeassa lämpötilassa ja vaativat sen testaamista näissä olosuhteissa.

Ensinnäkin sotatarvikkeet ovat kalliita. Sinulla on varaa testata asioita korkeissa lämpötiloissa vain, jos asiakas on valmis maksamaan. Sotilasasiakkailla on taipumus olla budjetteja, joista normaalit ihmiset voivat vain haaveilla.

Sitten tietysti, jos laitat mikropiirin ohjukseen, et halua, että asia epäonnistuu, jos ohjuksesi kuumenee polttamisesta. tai sen kitkaa aiheuttavasta päästä. Sama koskee asioita, jotka saatetaan laittaa satelliittiin, mannertenväliseen rakettiin jne.: Heti kun osut avaruuteen ja olet maan varjossa, asiat voivat todella jäähtyä. Sotilas- ja ilmailu (jotka ovat yleensä enimmäkseen samoja yrityksiä) ovat tyypillinen paikka, jossa voit odottaa laitteen kestävän paljon G-kiihtyvyyttä, olevan kuuma-kylmä-kuuma-kylmä-kuuma sekunneissa, on silti oltava erittäin hyvin integroitu ja kevyt ja missä kustannuksilla ei ole väliä paljoa merkitystä riskeihin verrattuna:

Suurin ero (lukuun ottamatta lämpötilan hallintaa fyysisesti) on kuitenkin yksinkertaisesti se, että nämä kolme sovellusryhmää tee erilainen riskinarviointi:

• kuluttaja- / kaupallinen laite : 1/5000 televisiostasi vioittuu viiden vuoden kuluessa, koska jotkut mikropiirit paistavat kuumassa liian kauan . Huono asia. Monet asiakkaat saavat vain uuden. Loput 1/10 000 asiakasta sinun on suoritettava palvelu (laskettava se tuotekustannuksiisi) tai elettävä huonontuneen kuvan kanssa (jota sinun ei todellakaan tarvitse, koska kilpailijasi tekevät samoin). Joten, jos suunnittelussa on enemmän turvamarginaalia, ei ole mitään järkeä, yhtä vähän kuin komponenttien testaamista oletettujen ympäristöolosuhteiden reunalle. Olet markkinoilla, joilla hinta on tärkein, ja epäonnistumisaste on pääasiassa huolta valmistajan taloudesta.
• teollisuuslaite : Asiakkaasi on joku, joka saranoi tuotteellesi mahdollisesti erittäin kallisen tuotantolinjan. Oletetaan, että Volkswagenin tuotantolinja seisoo paikallaan 8 tuntia, koska IC ei toiminut. Se on erittäin vahva määrä tappiota, jonka olet juuri aiheuttanut. VW on valmis maksamaan ylimääräistä vain varmistaakseen, että sen toimittajat varmistavat, että testasit komponentit kaikissa todennäköisesti esiintyvissä ympäristöissä ja melko vähän sen ulkopuolella, jotta riski pysyy hallittavana.
• autoluokan laite : Ihmisten henki on vaarassa. Se ei ole niin tärkeää kuin se tosiasia, että autot värisevät helvetin tapaan, ovat monimutkaisia ​​kuin helvetissä, osittain kuumenevat kuin helvetissä ja otetaan käyttöön miljoonissa , mikä tarkoittaa sitä, että on selvitettävä, että mikä tahansa komponentti kuumenee toimi luotettavasti (vaikka se onkin vain turvallisuuden kannalta kriittinen asia), sinun on ehkä huollettava paljon autoja, mikä on todella kallista, ja sinä vaarannat tuotekuvasi. Jokaisella maalla on omat ennakkoluulonsa "huonoon luotettavuuteen ja huonoon elektroniikkaan kuuluvaa autonvalmistajaa" kohtaan, ja se vahingoittaa vakavasti niiden myyntiä.
• sotilasluokan laite : No, armeijan lupaus on oltava valmis milloin tahansa. He eivät vaaranna mitään epäonnistumista vain siksi, että he eivät pyytäneet kaikkia toimittajia täyttämään äärimmäisiä ympäristövaatimuksia. Sillä tavalla he liikkuvat - älä jätä mitään vaaraan, varsinkin jos sovelluksesi on joka tapauksessa kallis helvetissä (ajattele hävittäjiä) tai se otetaan käyttöön kymmenissä tuhansissa ja on edelleen elämän- ja tehtäväkriittinen (ajattele sotilaallisia viestintälaitteita).

Sotilaalliset laitteet (ja yleensä ilmailu- ja avaruusalukset) ovat usein:

1. Paineettomassa paikassa, mikä tarkoittaa, että laite jäähdytetään johtamalla. Konvektiojäähdytys menettää merkityksensä 30000 jalalla, koska ilmamolekyylejä on hyvin vähän lämmön siirtämiseksi konvektiolla. Lämmön siirtäminen tehokkaasti vain johtamalla on paljon vaikeampi.

2. Häikäisyvyöhykkeellä (ajattele hävittäjälentokoneen vain katoksen alla) ja tämä alue voi olla erittäin kuuma.

3. Lahdessa, jossa ympäristön lämpötila voi olla yli 70 ° C.

4. Sisään siiven etureuna, jonka lämpötila voi vaihdella jäätymisolosuhteista (selvästi alle nollan) erittäin kuumaan (noin Mach 2: lla, jopa muutamien käytettävissä olevien molekyylien kitka on edelleen erittäin korkea; siksi avaruussukkula oli monimutkainen lämmönhallinta paluuta varten.

Ei ole epätavallista, että kortin reunan lämpötilavaatimus on 85 ° C lyhyitä jaksoja (tyypillisesti 30 minuuttia), eikä se vie paljon prosessorin (vain yksi laitetyyppi) toimintaa liittymislämpötilan nostamiseksi vähintään 120 ° C: seen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että sotilas- ja ilmailuympäristöt ovat todella ankaria (samoin kuin alareiän sovellukset). >

Kuten muut ovat todenneet, täysin pätevät sotilaskäyttöön tarkoitetut osat voi olla kallista (jopa 10 kertaa kaupallisen vastaavan hinta ja joissakin tapauksissa enemmän); vastauksena jotkut valmistajat ovat aloittaneet seulontaohjelmat muoviosille, joilla on edelleen palkkio, mutta ei niin paljon kuin aikaisemmilla ratkaisuilla.

[Päivitä]

Vastauksena kortin reunalämpötiloja koskevaan kommenttiin tässä on tyypillinen johtojäähdytteinen runko:

Rungon ulkopinta tunnetaan nimellä kylmäseinä (josta voimme tietää lämpötilan) ja se voi olla yksinkertaisesti metallia tai sillä voi olla muita tapoja ylläpitää kohtuullisen hyvin tiedossa oleva lämpötila.

Tässä on tyypillinen kortti, jossa on tikkaat:

Ne on usein valmistettu alumiinista (se on halpaa ja niillä on kunnolliset lämpöparametrit) ja tikkaat ovat kosketuksessa yllä olevan kotelon sivureunojen kanssa; koska laatikon ulko- ja sisäosien välillä on jonkin verran lämpöeroa, piirilevylle asetettu lämpötilavaatimus asetetaan tälle sisäiselle lämpötikkaalle, joka on, kuten kortin reunasta näet.

Koska lämmön on päästävä komponenteista tähän pisteeseen, ei ole epätavallista, että kuumalla komponentilla (kuten prosessorilla tai GPU: lla) oleva piirilevy saavuttaa lämpötilan 95 ° C tai enemmän, kun kortin reunan lämpötila on 85C (mikä on usein erityinen vaatimus).

Useimpien FR-4-makujen lämmönkestävyys on \ $ 0,4 \ frac {W} {mK} \ $, joten tässä on paljon sisäisiä metallikerroksia korttityyppi.

Joissakin tilanteissa joudumme ehkä käyttämään lämpöpinnoitettuja piirilevyjä, jotka voivat kuitenkin olla ainoa tapa saada lämpö ulos.

Useissa muissa kommenteissa ja vastauksissa on mainittu, että elektronisten piirien on oltava koteloissa ja heidän oma lämmöntuotantonsa tekee siitä kuuman siellä. Sitä ei ole korostettu tarpeeksi. Teollisuuden, kaupan ja autojen laitteiden elektroniset piirit on usein suljettava tiiviisti suljettuihin koteloihin kaikenlaisten epäpuhtauksien välttämiseksi. Lisäksi korkeammat tehotasot ovat yleisiä. Siellä on paljon moottorin ohjaimia, prosessilämmityksen säätimiä ja erilaisia ​​tehokkaita toimilaitteita. Mikro-ohjainten on kyettävä toimimaan samoissa koteloissa tällaisten laitteiden kanssa. Kaupallisissa rakennuksissa moottori- ja mikro-ohjaimet ilmanvaihto- ja jäähdytyslaitteiden lämmittämiseen asennetaan usein kattokoteloihin, joissa ei ole lämpötilaa.

Yleiset teollisuuslaitteet kuumenevat oman lämmönsä vuoksi. Tyypillinen lämpötilan nousu kotelon sisällä on 20-30 astetta C.Jos laitetaan rakennukseen, jossa ei ole ilmastointilaitetta, lämpötila nousee helposti kohti 70-80 astetta, ja joskus jopa teollisuusalue ei riitä. Tällaisissa tapauksissa käytetään kaikenlaista jäähdytystä: passiivinen konvektio, pakotettu konvektio, vesijäähdytys jne.

Kyse on palotestauksesta. Piin kiekolla on joitakin vikoja valmistettaessa, ja jokaisen elementin on läpäistävä lopullinen tarkastus. Siksi heillä on niin sanottu palotila testausta varten (en tiedä pakastamisen olemassaoloa, luultavasti ei tarvita), jossa eri lämpötilat asetetaan markkinakohteen mukaan.

Kuluttajissa suurin osa mikropiireistä selviää myös vialla. Teollisuudessa ne, joilla on suuri viallinen vohveli, epäonnistuvat, sotilaallisessa polttohuoneessa ne, joilla on vain pieni vika.

Joten jos olet onnekas, saat kuluttajaosan, joka on hyvä kuin sotilaallinen . Unohdin mainita - testi on yleensä tuhoisa viallisille osille.

Miksi ne ovat niin korkeita? koska ympäristö on korkea & ei kaikki istu mukavassa lämpötilavalvotussa ympäristössä ... Ihmiset tarvitsevat sitä, elektroniikka ei ota lentokonetta ... moottorin kopaan kiinnitetyistä osista tulee 85 ° C: n lämpötila. Korkeudessa rungon osat kokevat -55 ° C.

Mielestäni teet 3 kysymystä. Yksi pääkysymys ja 2 alakysymystä (1,2).

Vastaus pääkysymykseen on, että teolliset ja sotilastuotteet voivat todellakin kokea määritetyn lämpötila-alueen ja käyttäjät haluavat olla varmoja siitä, että tuotteet eivät onnistu , jos niitä käytetään tietyllä lämpötila-alueella.

Vastaus alakysymykseen 1 on, että on otettava huomioon kaksi muuta parametria: a) tehohäviö, b) turvamarginaali.
siru voidakseen hajauttaa virtaa, sen ympäristön lämpötilan tulisi olla 35 ° C alempi kuin sen sisälämpötila. Lisäksi tulisi sallia 25 ° C: n turvamarginaali, joka on matalampi kuin vaadittu maksimilämpötila. Näiden vaatimusten huomioon ottamiseksi käytettävän tuotteen, jonka ympäristön lämpötila on 50 ° C, on kyettävä toimimaan vähintään 110 ° C: ssa (50 + 35 + 25). Joten 125 ° C: ssa toimivien komponenttien vaatiminen tuntuu erittäin kohtuulliselta.

Vastaus alakysymykseen 2 on ei , sinun ei pidä käyttää kaupallisen luokan komponentteja, se ei jätä mitään turvamarginaalia vahva>! Sinun on käytettävä teollista laatua tai parempi.

Toinen syy on: koska ne voivat olla!

Avaruussovelluksissa he pitävät siitä varmasti korkeammasta (paljon matalammasta lämpötilasta).

Muokkaa selittämätön downvote:

Ehkä tämä vastaus oli liian lyhyt jollekulle. Haluan selittää hieman enemmän.

Tässä on sivu, joka antaa myös joitain viitteitä.

• Itse itse piin yläraja on yleensä 150 ° C. Joten pakkauksen raja ei voi olla 150 ° C - 125 ° C on kohtuullinen raja, jos pakkaus ja virrankulutus sen sallivat.
• Itse itse piin alaraja on yllä olevan linkin mukaan. noin -117 ° C (100 ° C). Käytännössä liian kaukana integroitujen piirien suunnittelupisteestä.
• Jos kaupallisten ja teollisten piirien rajat ovat suuremmat, on kysymys taloudesta: enemmän laitteita olisi heitettävä pois. Joten jälleen kerran - jotta tuotteet pysyisivät taloudellisesti mielenkiintoisina kaupallisissa ja teollisissa sovelluksissa, toimintarajoja on rajoitettava - se ei voi olla taloudellisesti korkeampi (mikä on vähemmän totta tänään kuin aiemmin, kun nämä rajat määriteltiin). >
• Avaruusluokkaa ei ole, koska markkinat ovat pienet ja myös siksi, että he ovat oppineet työskentelemään muiden luokkien kanssa - esimerkiksi elektroniikka sijoitetaan satelliitin keskelle, jossa lämpötila on rajojen sisällä eikä vaihtele liian paljon. He käyttävät myös erityisiä malleja - erityisesti säteilyn kestäviä laitteita [säteily voi päästä satelliitin ytimeen] ja tekniikkaa, joka on vähemmän säteilyn alainen.

Yksinkertainen vastaus (kuumalla puolella, johon kysymyksesi keskittyy), joka on parhaimmillaan joillekin olemassa oleville vastauksille, on se, että laitteen tehohäviö voi helposti nostaa laitteen lämpötilan (tai yli) ) nimellislämpötila. Suunnittelijoiden tehtävänä on yrittää pitää laite toiminnallisella alueella; jos laite on mitoitettu 50 C: n lämpötilaan ja toimii 50 C: n ympäristössä, se ei voi hukata mitään virtaa, joten se ei voi todella toimia ilman aktiivista jäähdytysjärjestelmää.