পাওয়ার সাপ্লাই প্রধান তাপ ব্যবস্থাপনা সমাধান
তাপ ব্যবস্থাপনা পদার্থবিদ্যার মৌলিক নীতি মেনে চলে। তাপ সঞ্চালনের তিনটি উপায় রয়েছে: বিকিরণ, পরিবাহী এবং পরিচলন।
বেশিরভাগ ইলেকট্রনিক সিস্টেমের জন্য, প্রয়োজনীয় শীতলতা অর্জনের জন্য প্রথমে তাপকে পরিবাহনের মাধ্যমে তাপের উৎস ছেড়ে যেতে দেওয়া হয় এবং তারপরে পরিচলনের মাধ্যমে অন্য জায়গায় স্থানান্তর করা হয়।
তাপ নকশা সম্পাদন করার সময়, কার্যকরভাবে প্রয়োজনীয় পরিবাহী এবং পরিচলন অর্জনের জন্য বিভিন্ন তাপ ব্যবস্থাপনা হার্ডওয়্যারকে একত্রিত করা প্রয়োজন।
তিনটি সর্বাধিক ব্যবহৃত শীতল উপাদান রয়েছে: তাপ সিঙ্ক, তাপ পাইপ এবং পাখা।
হিট সিঙ্ক এবং হিট পাইপ হল পাওয়ার সাপ্লাই ছাড়া প্যাসিভ কুলিং সিস্টেম, অন্যদিকে ফ্যান হল একটি সক্রিয় জোরপূর্বক বায়ু কুলিং সিস্টেম।
রেডিয়েটর হল একটি অ্যালুমিনিয়াম বা তামার কাঠামো যা পরিবাহনের মাধ্যমে তাপ উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করতে পারে এবং তাপকে বায়ুপ্রবাহে স্থানান্তর করতে পারে (কিছু ক্ষেত্রে, জল বা অন্যান্য তরলে) পরিচলন অর্জন করতে।
তাপ সিঙ্কগুলি হাজার হাজার আকার এবং আকারে আসে, ছোট স্ট্যাম্পযুক্ত ধাতব পাখনা থেকে যা একটি একক ট্রানজিস্টরকে অনেকগুলি পাখনা (আঙ্গুল) দিয়ে বড় এক্সট্রুশনের সাথে সংযুক্ত করে যা পরিবাহী বায়ু প্রবাহকে আটকাতে পারে এবং এতে তাপ স্থানান্তর করতে পারে।
রেডিয়েটরের কোন চলমান অংশ, অপারেটিং খরচ, ব্যর্থতার মোড ইত্যাদি সুবিধা রয়েছে।
একবার রেডিয়েটর তাপের উত্সের সাথে সংযুক্ত হয়ে গেলে, উষ্ণ বায়ু বৃদ্ধির সাথে সাথে, পরিচলন স্বাভাবিকভাবেই ঘটবে, এইভাবে একটি বায়ু প্রবাহ শুরু হবে এবং অবিরত থাকবে।
যদিও রেডিয়েটার ব্যবহার করা সহজ, তবে কিছু অসুবিধা রয়েছে:
যে রেডিয়েটরটি বড় তাপ প্রেরণ করে তা বড়, ব্যয়বহুল এবং ভারী এবং সঠিকভাবে স্থাপন করা আবশ্যক, যা সার্কিট বোর্ডের শারীরিক বিন্যাসকে প্রভাবিত করবে বা সীমাবদ্ধ করবে;
পাখনাগুলি বায়ুপ্রবাহে ধুলো দ্বারা অবরুদ্ধ হতে পারে, কার্যক্ষমতা হ্রাস করে;
এটি অবশ্যই তাপ উত্সের সাথে সঠিকভাবে সংযুক্ত থাকতে হবে যাতে তাপ তাপ উত্স থেকে রেডিয়েটারে সুচারুভাবে প্রবাহিত হতে পারে।
গরম নল
এটি থার্মাল ম্যানেজমেন্ট স্যুটের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা কোন প্রকার সক্রিয় ফোর্সিং মেকানিজম ছাড়াই বিন্দু A থেকে বিন্দুতে তাপ স্থানান্তর করতে পারে।
এটি একটি sintered কোর এবং কাজ তরল একটি সিল ধাতব টিউব রয়েছে. এটি নিজেই একটি রেডিয়েটর হিসাবে কাজ করে না। এর কাজ হল তাপ উৎস থেকে তাপ শোষণ করা এবং এটি একটি ঠান্ডা এলাকায় স্থানান্তর করা।
তাপ পাইপ ব্যবহার করা যেতে পারে যখন রেডিয়েটর স্থাপন করার জন্য তাপ উৎসের কাছে পর্যাপ্ত জায়গা না থাকে বা বায়ুপ্রবাহ অপর্যাপ্ত হয়। তাপ পাইপের উচ্চ কার্যক্ষমতা রয়েছে এবং এটি উত্স থেকে তাপকে এমন জায়গায় স্থানান্তর করতে পারে যা পরিচালনা করা আরও সুবিধাজনক।
এর কাজের নীতি সহজ এবং বুদ্ধিমান:
তাপের উত্সটি সিল করা নলটিতে কার্যকরী তরলকে বাষ্পে রূপান্তরিত করে এবং বাষ্প তাপকে তাপ পাইপের ঠান্ডা প্রান্তে স্থানান্তর করে। এই শেষে, বাষ্প তরলে ঘনীভূত হয় এবং তাপ ছেড়ে দেয়, যখন তরলটি উত্তপ্ত প্রান্তে ফিরে আসে।
এই গ্যাস-তরল রূপান্তর প্রক্রিয়া অবিচ্ছিন্নভাবে চলে এবং শুধুমাত্র ঠান্ডা প্রান্ত এবং গরম প্রান্তের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য দ্বারা চালিত হয়। ঠাণ্ডা প্রান্তে একটি রেডিয়েটর বা অন্যান্য কুলিং ডিভাইসের সাথে সংযোগ করা স্থানীয় হট স্পটগুলির তাপ অপচয়ের সমস্যা সমাধান করতে পারে যেখানে বায়ুপ্রবাহ অবরুদ্ধ।
পাখা
প্যাসিভ রেডিয়েটর এবং হিট পাইপ বাদ দিয়ে জোর করে-এয়ার-কুলড সক্রিয় হিট সিঙ্কের দিকে এটি প্রথম পদক্ষেপ, তবে ভক্তদেরও অসুবিধা রয়েছে:
উচ্চ খরচ, স্থান প্রয়োজন, সিস্টেমের শব্দ বৃদ্ধি;
ব্যর্থতা প্রবণ, শক্তি খরচ এবং সমগ্র সিস্টেমের দক্ষতা প্রভাবিত
কিন্তু অনেক ক্ষেত্রে, বিশেষ করে যখন বায়ুপ্রবাহের পথ বাঁকা, উল্লম্ব বা মসৃণ না হয়, সেগুলি সাধারণত পর্যাপ্ত বায়ুপ্রবাহ পাওয়ার একমাত্র উপায়।
মূল প্যারামিটার যা একটি ফ্যানের ক্ষমতা নির্ধারণ করে তা হল ইউনিট দৈর্ঘ্য বা প্রতি মিনিটে বাতাসের একক আয়তনের প্রবাহ হার।
যাইহোক, শারীরিক আকার একটি সমস্যা: কম ঘূর্ণন গতির একটি বড় ফ্যান একটি উচ্চ ঘূর্ণন গতির সাথে একটি ছোট ফ্যানের মতো একই বায়ুপ্রবাহ তৈরি করতে পারে, তাই আকার এবং গতির মধ্যে একটি ট্রেড-অফ রয়েছে।
মডেলিং এবং ব্যাপক সিমুলেশন
পৃথক প্যাসিভ সিস্টেমগুলি আকারে বড়, তবে আরও নির্ভরযোগ্য এবং দক্ষ এবং ফ্যানগুলি এমন পরিস্থিতিতে ভূমিকা পালন করতে পারে যেখানে প্যাসিভ কুলিং একা ব্যবহার করা যায় না।
শীতল করার জন্য কোন সিস্টেমটি বেছে নেবেন তা প্রায়শই একটি কঠিন সিদ্ধান্ত।
এই সময়ে, এটি নির্ধারণ করা প্রয়োজন যে কতটা শীতল বাতাসের প্রয়োজন এবং কীভাবে মডেলিং এবং সিমুলেশনের মাধ্যমে শীতলতা অর্জন করা যায়, যা দক্ষ তাপ ব্যবস্থাপনা কৌশলগুলির জন্য অপরিহার্য।
ক্ষুদ্রাকৃতি মডেলের জন্য, তাপের উৎস এবং এর তাপ প্রবাহের পথ তাদের তাপীয় প্রতিরোধের দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং তাপ রোধ ব্যবহৃত উপাদান, গুণমান এবং আকার দ্বারা নির্ধারিত হয়।
মডেলিং দেখায় কিভাবে তাপ উৎস থেকে তাপ প্রবাহিত হয় এবং এটি উপাদানগুলির মূল্যায়নের প্রথম ধাপ যা তাদের নিজস্ব তাপ অপচয়ের কারণে তাপ দুর্ঘটনা ঘটায়।
উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ তাপ অপচয়কারী ICs, MOSFETs এবং IGBT-এর মতো ডিভাইস সরবরাহকারীরা সাধারণত তাপীয় মডেল সরবরাহ করে যা তাপ উৎস থেকে ডিভাইসের পৃষ্ঠে তাপ পথের বিশদ বিবরণ প্রদান করতে পারে।
একবার প্রতিটি উপাদানের তাপীয় লোড জানা হয়ে গেলে, পরবর্তী পদক্ষেপটি ম্যাক্রো স্তরে মডেল করা, যা সহজ এবং জটিল উভয়ই:
বিভিন্ন তাপ উত্সের মাধ্যমে বায়ু প্রবাহের আকার সামঞ্জস্য করুন যাতে এর তাপমাত্রা অনুমোদিত সীমার নীচে রাখা হয়; তাপমাত্রা পরিস্থিতি মোটামুটিভাবে বোঝার জন্য প্রাথমিক গণনা করতে বায়ু তাপমাত্রা, আনফোর্সড এয়ার ফ্লো উপলব্ধ প্রবাহ, ফ্যানের বায়ু প্রবাহ এবং অন্যান্য কারণগুলি ব্যবহার করুন।
পরবর্তী ধাপ হল প্রতিটি তাপ উৎসের মডেল এবং অবস্থান, পিসি বোর্ড, শেল সারফেস এবং অন্যান্য বিষয়গুলি ব্যবহার করে সমগ্র পণ্য এবং এর প্যাকেজিংয়ের আরও জটিল মডেলিং সম্পাদন করা।
অবশেষে, মডেলিং দুটি সমস্যা সমাধান করতে হবে:
শিখর এবং গড় অপচয়ের সমস্যা। উদাহরণস্বরূপ, 1W এর অবিচ্ছিন্ন তাপ অপচয় সহ একটি স্থির-স্থিতি উপাদান এবং 10W এর তাপ অপচয় সহ একটি ডিভাইস কিন্তু 10% বিরতিহীন শুল্ক চক্রের সাথে বিভিন্ন তাপীয় প্রভাব রয়েছে।
অর্থাৎ, গড় তাপ অপচয় একই, এবং সম্পর্কিত তাপ ভর এবং তাপ প্রবাহ বিভিন্ন তাপ বিতরণ তৈরি করবে। বেশিরভাগ CFD অ্যাপ্লিকেশন স্থির এবং গতিশীল বিশ্লেষণকে একত্রিত করতে পারে।
উপাদানের পৃষ্ঠ এবং ক্ষুদ্র মডেলের মধ্যে শারীরিক সংযোগের অপূর্ণতা, যেমন IC প্যাকেজের শীর্ষ এবং তাপ সিঙ্কের মধ্যে শারীরিক সংযোগ।
সংযোগের একটি ছোট দূরত্ব থাকলে, এই পথের তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পাবে এবং পথের তাপ পরিবাহিতা বাড়ানোর জন্য একটি তাপীয় প্যাড দিয়ে যোগাযোগের পৃষ্ঠটি পূরণ করা প্রয়োজন।
তাপ ব্যবস্থাপনা বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং অভ্যন্তরীণ পরিবেশের উপাদানগুলির তাপমাত্রা কমাতে পারে, যা পণ্যের জীবনকে দীর্ঘায়িত করতে পারে এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে পারে।
কিন্তু থার্মাল ম্যানেজমেন্ট একটি সমন্বিত ধারণা, যদি ক্ষুদ্রাকারে বিভক্ত করা হয় তবে এটি একটি বিশাল বিষয়।
এটি আকার, শক্তি, দক্ষতা, ওজন, নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচের ট্রেড-অফ জড়িত। প্রকল্পের অগ্রাধিকার এবং সীমাবদ্ধতা মূল্যায়ন করা আবশ্যক.
