ככל שהמעגלים האלקטרוניים הופכים קטנים וחזקים יותר, צפיפות ההספק בתוך הזיווד האלקטרוני מזנקת באופן דרמטי. התוצאה המיידית היא עלייה בטמפרטורה, הפוגעת אנושות בביצועי הרכיבים, מקצרת את תוחלת חייהם ועלולה להביא לכשל מערכתי מוחלט. ניהול תרמי הוא, אם כן, אחת המשימות הקריטיות ביותר בתכנון זיווד מתקדם.
קירור פסיבי – הבסיס המוצק
קירור פסיבי מתבסס על עקרונות פשוטים של הולכת חום ופיזור. הוא מנצל מתכות מוליכות כגון אלומיניום, משתמש בגופי קירור (Heat Sinks) מתוחכמים ומסתמך על זרימת אוויר טבעית (קונבקציה) כדי להרחיק את החום מהרכיבים. עם זאת, לקירור הפסיבי יש גבולות – הוא מגיע לקצה יכולתו בתנאי הספק גבוהים או בסביבות אטומות ללא זרימת אוויר.
קירור אקטיבי – המעבר לדינמיקה חכמה
כאשר קירור פסיבי אינו מספק, נכנסות לפעולה מערכות קירור אקטיביות. אלו משלבות מאווררים, צ'ילרים ואף מערכות קירור נוזליות (Liquid Cooling).
פרסום
דוגמה בולטת ניתן למצוא בשוק הרכב החשמלי: מערכות קירור נוזליות הן הכרחיות עבור יחידות בקרת הסוללה (BMS) כדי לשמור על טווח טמפרטורות צר, המבטיח בטיחות מרבית ותפקוד מיטבי של הסוללה.
חזית הפתרונות החדשניים
הצורך בגמישות ויעילות דוחף לפיתוח טכנולוגיות חדשות:
- חומרים משני פאזה (PCM): חומרים אלו קולטים חום וממירים אותו לאנרגיה של מעבר מצב (מוצק לנוזל), ובכך מייצבים את הטמפרטורה לאורך זמן ממושך.
- זיווד חכם עם חיישני IoT: שילוב חיישנים המנטרים בזמן אמת את טמפרטורת המארז ומפעילים את מערך הקירור באופן דינמי וחסכוני.
- הדפסה תלת־ממדית תרמית: שיטה המאפשרת ייצור גופי קירור (Heat Sinks) מותאמים גיאומטרית באופן מושלם לאזורים הקריטיים במעגלים, להשגת פיזור חום אופטימלי.
פרסום
נקודת המבט התעשייתית
בתעשיות שבהן כל גרם הוא קריטי, כמו תעופה וחלל, הדרישה לזיוודים קלי משקל עם פתרונות ניהול חום אינטגרטיביים מביאה לשילוב טכנולוגיות היברידיות. לדוגמה: שימוש במעטפת חיצונית מתכתית עבור חוזק, בשילוב ליבה מפולימרים תרמיים מתקדמים או PCM להפחתת משקל ושיפור בידוד.
ניהול תרמי בזיווד אינו עוד פונקציה הנדסית משנית – הוא גורם קריטי לאמינות, לבטיחות ולביצועי המערכת כולה. ככל שהאלקטרוניקה נעשית מורכבת וצפופה יותר, כך הופך הזיווד למערכת תרמית אינטגרטיבית לכל דבר ועניין.
