কীভাবে কম তাপমাত্রা রাখবেন: রেডিয়েটর নির্বাচন এবং প্রয়োগের ভিত্তিতে
বেশিরভাগ ইলেকট্রনিক উপাদান, বিশেষ করে মাইক্রোপ্রসেসর এবং মাইক্রোকন্ট্রোলার, তাদের আকার ক্রমাগত সঙ্কুচিত হওয়ার কারণে তাপীয় ঘনত্ব বৃদ্ধি পেতে থাকে। প্রদত্ত যে আয়ুষ্কাল, নির্ভরযোগ্যতা, এবং কর্মক্ষমতা ডিভাইসের অপারেটিং তাপমাত্রার বিপরীতভাবে সমানুপাতিক, এই বিবর্তনের ফলাফল হল যে তাপ নকশা এবং ব্যবস্থাপনা একটি প্রধান নকশা সমস্যা হয়ে উঠেছে। অতএব, সরবরাহকারীর দ্বারা নির্ধারিত সীমার মধ্যে সরঞ্জামের অপারেটিং তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য কার্যকর তাপ ব্যবস্থাপনা এবং উপলব্ধ রেডিয়েটর সমাধানগুলির একটি পরিষ্কার বোঝার জন্য ডিজাইনার' দায়িত্ব।
রেডিয়েটারের কাজের নীতি হল কুল্যান্ট (বায়ু) এর সংস্পর্শে থাকা ডিভাইসের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বাড়ানো। যদি রেডিয়েটরটি সঠিকভাবে ইনস্টল করা থাকে, তাহলে এটি কঠিন-বাতাসের সীমানা জুড়ে শীতল পরিবেষ্টিত বাতাসে তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করে সরঞ্জামের তাপমাত্রা কমাতে পারে।
এই নিবন্ধটি তাপ সিঙ্কের পছন্দের রূপরেখা দেয় এবং চমৎকার তাপ কার্যক্ষমতা অর্জনের জন্য সঠিক নকশা, উপাদান নির্বাচন এবং সর্বোত্তম অনুশীলনের বিষয়ে নির্দেশিকা প্রদান করে। এটি একটি উদাহরণ হিসাবে ওহমাইট' এর রেডিয়েটর সমাধানকেও বর্ণনা করে। বেশিরভাগ ইলেকট্রনিক উপাদান, বিশেষ করে মাইক্রোপ্রসেসর এবং মাইক্রোকন্ট্রোলার, তাদের আকার ক্রমাগত সঙ্কুচিত হওয়ার কারণে তাপীয় ঘনত্ব বৃদ্ধি পেতে থাকে। প্রদত্ত যে আয়ুষ্কাল, নির্ভরযোগ্যতা, এবং কর্মক্ষমতা ডিভাইসের অপারেটিং তাপমাত্রার বিপরীতভাবে সমানুপাতিক, এই বিবর্তনের ফলাফল হল যে তাপ নকশা এবং ব্যবস্থাপনা একটি প্রধান নকশা সমস্যা হয়ে উঠেছে। অতএব, সরবরাহকারীর দ্বারা নির্ধারিত সীমার মধ্যে সরঞ্জামের অপারেটিং তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য কার্যকর তাপ ব্যবস্থাপনা এবং উপলব্ধ রেডিয়েটর সমাধানগুলির একটি পরিষ্কার বোঝার জন্য ডিজাইনার' দায়িত্ব।
রেডিয়েটারের কাজের নীতি হল কুল্যান্ট (বায়ু) এর সংস্পর্শে থাকা ডিভাইসের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বাড়ানো। যদি রেডিয়েটরটি সঠিকভাবে ইনস্টল করা থাকে, তাহলে এটি কঠিন-বাতাসের সীমানা জুড়ে শীতল পরিবেষ্টিত বাতাসে তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করে সরঞ্জামের তাপমাত্রা কমাতে পারে।
এই নিবন্ধটি তাপ সিঙ্কের পছন্দের রূপরেখা দেয় এবং চমৎকার তাপ কার্যক্ষমতা অর্জনের জন্য সঠিক নকশা, উপাদান নির্বাচন এবং সর্বোত্তম অনুশীলনের বিষয়ে নির্দেশিকা প্রদান করে। এটি একটি উদাহরণ হিসাবে ওহমাইট' এর রেডিয়েটর সমাধানকেও বর্ণনা করে।
একটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে (IC) শক্তি সক্রিয় ট্রানজিস্টর জংশন থেকে তাপের আকারে ছড়িয়ে পড়ে এবং জংশনের তাপমাত্রা অপসারিত শক্তির সমানুপাতিক। প্রস্তুতকারক সর্বাধিক জংশন তাপমাত্রা নির্দিষ্ট করে, তবে এটি সাধারণত প্রায় 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস। এই জংশন তাপমাত্রাকে অতিক্রম করলে সাধারণত ডিভাইসের ক্ষতি হবে, তাই ডিজাইনারকে অবশ্যই IC থেকে যতটা সম্ভব তাপ স্থানান্তর করার উপায় খুঁজে বের করতে হবে। এটি করার জন্য, তারা তাপের প্রবাহ পরিমাপ করার জন্য একটি মোটামুটি সহজ মডেলের উপর নির্ভর করতে পারে। এই মডেলটি ওহমের সূত্রের বৈদ্যুতিক গণনার অনুরূপ, তাপীয় প্রতিরোধের ধারণার উপর ভিত্তি করে, প্রতীক θ সহ।
তাপীয় প্রতিরোধ বলতে তাপ একটি মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রবাহিত হওয়ার সময় সম্মুখীন হওয়া প্রতিরোধকে বোঝায়। এর একক হল সেলসিয়াস/ওয়াট (°C/W), যা নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে:
ভিতরে:
θ হল ℃/W-তে তাপীয় বাধা জুড়ে তাপীয় প্রতিরোধ। ∆T হল ℃-এ তাপীয় বাধা জুড়ে তাপমাত্রার পার্থক্য।
P হল নোড দ্বারা ওয়াট-এর মাধ্যমে অপসারিত শক্তি। আইসি এবং হিট সিঙ্কের শারীরিক বিন্যাস থেকে, অনেকগুলি তাপীয় ইন্টারফেস রয়েছে। প্রথমটি জংশন এবং IC এর ক্ষেত্রের মধ্যে এবং তাপীয় রোধ θjc দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়।
তাপ সিঙ্ক দুটি ডিভাইসের মধ্যে তাপ পরিবাহিতা বাড়ানোর জন্য তাপীয় পেস্ট বা থার্মাল টেপের মতো তাপীয় ইন্টারফেস উপাদান (টিআইএম) ব্যবহার করে আইসি-র সাথে বন্ধন করা হয়। এই তাপ পরিবাহী স্তরটির সাধারণত একটি খুব কম তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে, যা শেল থেকে তাপ সিঙ্ক পর্যন্ত তাপীয় প্রতিরোধের অংশ এবং θcs দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। শেষ স্তরটি হল রেডিয়েটর এবং আশেপাশের পরিবেশের মধ্যে ইন্টারফেস, যা θsa দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
থার্মাল রেজিস্ট্যান্স ইলেকট্রনিক সার্কিটের প্রতিরোধকের মতো, যেগুলো সিরিজে সংযুক্ত থাকে। সমস্ত তাপীয় প্রতিরোধের সমষ্টি হল সংযোগস্থল থেকে পরিবেষ্টিত বায়ু পর্যন্ত মোট তাপীয় প্রতিরোধের।
সাধারণত, আইসি বিক্রেতারা জংশন থেকে কেস পর্যন্ত তাপীয় প্রতিরোধের অন্তর্নিহিত বা স্পষ্টভাবে উল্লেখ করবে। এই স্পেসিফিকেশনটি সর্বোচ্চ ক্ষেত্রে তাপমাত্রার আকারে প্রদান করা যেতে পারে, তাপ প্রতিরোধের উপাদানগুলির একটিকে বাদ দিয়ে। অ্যাপ্লিকেশন IC এর ডিজাইনার কেস থেকে জংশনের তাপ প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যের উপর কোন নিয়ন্ত্রণ নেই। যাইহোক, ডিজাইনার টিআইএম এবং হিট সিঙ্ক বৈশিষ্ট্যগুলিকে আইসিকে সম্পূর্ণরূপে ঠান্ডা করতে এবং জংশন তাপমাত্রাকে নির্দিষ্ট সর্বোচ্চ তাপমাত্রার নিচে রাখতে পারেন। সাধারণভাবে বলতে গেলে, টিআইএম এবং হিট সিঙ্কের তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা যত কম হবে, আইসি-এর কেস টেম্পারেচার তত কম ঠান্ডা হবে।
তাপ অপচয়ের দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি রেডিয়েটর নির্বাচন করা তুলনামূলকভাবে সহজ। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ওহমাইট বিজি সিরিজের হিট সিঙ্ক বিজিএ প্যাকেজে আইসি-এর শীতল সমস্যার একটি সম্ভাব্য সমাধান প্রদান করে।
