Тепловые режимы и источники выделения тепла

Тема 11. Обеспечение тепловых режимов конструкций ЭВА

Электромагнитное экранирование

Магнитостатическое экранирование

Магнитостатические экраны используют для защиты чувствительных цепей, элементов и устройств от постоянного и медленно изменяющегося переменного магнитного поля. В этом случае источник или приемник наводки заключают в сплошной экран, изготовленный из ферромагнитных материалов. Если в такой экран заключен источник наводки, то магнитные силовые линии замыкаются в нем и далее не распространяются. Если в экран заключен приемник наводки, то силовые линии магнитного поля не проникают в полость экрана.

Переменное высокочастотное электромагнитное поле при прохождении через металлический лист либо перпендикулярно, либо под некоторым углом к его плоскости наводит в этом листе вихревые токи, поле которых ослабляет действие внешнего поля. Металлический лист в данном случае является электромагнитным экраном. Примером электромагнитного экрана служит обшивка стоек вычислительных устройств. Широкое распространение в технике ЭВМ нашли экранированные провода, коаксиальные кабели и «витые» пары проводников (бифиляры). Мерой эффективности использования бифиляра в качестве связи между элементами по сравнению с одиночным проводом в данном случае будет кратность уменьшения индуктивности.

Настоящее и будущее микроэлектронной аппаратуры связано с использованием больших мощностей при сравнительно малых объемах. Это приводит к резкому увеличению плотности мощности рассеяния, а следовательно, и плотности рассеиваемой теплоты. Поэтому при конструировании микроэлектронной аппаратуры особое значение приобретает разработка методов отвода теплоты, регулирования и контроля температуры.

Тепловой режим блока электронной вычислительной аппаратуры характеризуется совокупностью температур отдельных его точек - температурным полем. Если температура в любой из точек блока не выходит за допускаемые пределы, то такой тепловой режим называется нормальным. В зависимости от стабильности во времени тепловой режим может быть стационарным или нестационарным. Неизменность температурного поля во времени характеризует стационарный режим. Зависимость температурного поля от времени характерна для нестационарного режима.

Этот режим имеет место в тех случаях, когда собственная теплоемкость аппарата соизмерима с количеством теплоты, выделяемой при работе. Обычно нестационарный режим имеет место при одиночных и кратковременно повторяющихся тепловых нагрузках. По характеру направленности теплового потока разделяют термоактивные и термопассивные элементы. Термоактивные элементы служат источниками тепловой энергии, а термопассивные – ее приемниками.