Suuruse piirangu ületamine: 15 × 15 × 4 mm ultra-õhukeste jahutusventilaatorite põhitehnoloogia

Elektrooniliste seadmete miniaturiseerimise ajastul, alates täppismeditsiiniseadmetest kuni suure jõudlusega-kantavate seadmeteni ja kompaktsetest tehisintellektimoodulitest kuni üliõhukeste nutitelefonideni, muutub nõudlus jahutuslahenduste järele üha karmimaks. Jahutuskomponentide suurus on muutunud peamiseks kitsaskohaks, mis piirab väikeste seadmete disainiuuendusi. Praegu on tööstuses saadaolevate jahutusventilaatorite väikseim suurus 9 × 9 × 3 mm (läbimõõt 9 mm ja paksus 3 mm), mis on läbimurre, mis määratleb uuesti miniatuurse soojuse hajumise piiri. Selle üliõhukese konstruktsiooni realiseerimiseks on eelistatud lahenduseks saanud tasapinnaline mootorikonstruktsioon, mis tugineb selle kompaktsele paigutusele ja tõhusatele energia muundamise omadustele, mis sobivad ideaalselt väikeste seadmete ruumipiirangutega. Väärib märkimist, et meie ettevõte suudab toota Hiina väikseimat jahutusventilaatorit, mille suurus on 15 × 15 × 4 mm. Nende tööstusharu-juhtivate toodete taga on iga põhikomponentide valik-süvatehniliste uuringute ja range toimivuse kontrollimise tulemus.

1. Tuumatundlik komponent: Melexis MLX90411 Halli andur

Halli andur on üliõhukese jahutusventilaatori "närvikeskus", mis vastutab rootori asendi täpse tuvastamise ja kommutatsiooni täpse juhtimise eest. 15 × 15 × 4 mm ultra{5}}väikeste ventilaatorite puhul määrab Halli anduri suurus otseselt selle, kas üldist struktuuri saab kompaktselt paigutada. Pärast globaalsete sensoritoodete põhjalikku-võrdlust ja korduvat testimist valisime lõpuks mudeli MLX90411 firmalt Melexis,-tuntud Ameerika pooljuhtide tootja.

Sellel Halli anduril on üliväike, vaid 3 × 1,2 mm, mida saab hõlpsasti integreerida ventilaatori piiratud siseruumi, ilma et see hõivaks liigset pinda. Veelgi olulisem on see, et MLX90411 on kõik-ühes-ühes-mähisventilaatori draiver, millel on sisseehitatud-kõrge-tundlikkusega Halli efekti andur, mille juhtimisvõime on kuni 800 mA ja mis suudab ventilaatorit stabiilselt juhtida, et tõhusalt töötada. Sellel on ka suurepärane temperatuurikohanemisvõime, mille tööristmiku temperatuurivahemik on -40–150 kraadi, mis talub kõrget{15}}temperatuuri elektroonikaseadmetes ja tagab pikaajalise{17}}stabiilse töö. Integreeritud üle-ülepingekaitse,-lühisekaitse ja lukustatud-rootori kaitsefunktsioonid suurendavad veelgi ventilaatorisüsteemi töökindlust, muutes selle sobivaks mitmesuguste karmide väikeseadmete rakenduste jaoks.

2. Staatorimähise uuendus: tasapinnalise mähisemähise tehnoloogia

Staatori mähis on põhikomponent, mis muudab elektrienergia magnetenergiaks ning selle struktuur ja mähismeetod mõjutavad otseselt ventilaatori paksust, efektiivsust ja tööstabiilsust. Traditsioonilised jahutusventilaatorid kasutavad tavaliselt emailitud traatmähist räniteraslehtedele. Kuigi sellel konstruktsioonil on arenenud tehnoloogia, ei ole räniteraslehe paksus ja kolmemõõtmelise mähise maht-võimalik täita üliõhukeste alalisvooluventilaatorite suuruse nõudeid.

Selle probleemi lahendamiseks loobusime traditsioonilisest mähismeetodist ja võtsime kasutusele tasapinnalise mähise mähise tehnoloogia. Viidates õhukeste -kile induktiivpoolide eelistele miniatuursuses ja kõrge sagedusega{2}}jõudluses, on tasapinnaline mähis valmistatud õhukese-kiletehnoloogia abil, mida saab valmistada otse lameda ja kompaktse struktuuriga trükkplaadile. See disain mitte ainult ei vähenda oluliselt staatoriosa paksust, muutes selle ideaalselt ühilduvaks 3 mm üliõhukese ventilaatori disainiga, vaid optimeerib ka magnetvälja jaotust, vähendab energiakadu ja parandab mootori energia muundamise efektiivsust. Samal ajal on tasapinnalisel mähisel parem protsesside järjepidevus, mis tagab ventilaatori jõudluse stabiilsuse masstootmises ja loob tugeva aluse üliõhukeste ventilaatorite-laiaulatuslikule kasutamisele.

3. Korpuse materjali valik: kõrge-tugev LCP vedelkristallpolümeer

15 × 15 × 4 mm üli-väikeste jahutusventilaatorite puhul ei pea kest täitma mitte ainult kaitsvat rolli, vaid taluma ka ventilaatorilabade suurel -kiirusel pöörlevat survet. Toote väikese suuruse tõttu nõutakse kestamaterjalilt ülikõrget tugevust, head mõõtmete stabiilsust ja suurepärast kuumakindlust. Pärast mitmesuguste tehniliste plastide sõelumist otsustasime lõpuks kasutada ventilaatori korpuse materjalina LCP-d (vedelkristallpolümeer).

LCP on suure jõudlusega spetsiaalne tehniline plastik, millel on ainulaadne molekulaarse ahela paigutuse struktuur ja millel on neli peamist eelist, mis vastavad ideaalselt üliõhukeste ventilaatorite vajadustele: esiteks on sellel suurepärane kõrge -temperatuuritaluvus, pideva kasutustemperatuuriga 200-300 kraadi, mis talub ventilaatori kõrget{6} töötamise ajal tekkivat kõrget temperatuuri. vananemine. Teiseks on sellel ülikõrge mõõtmete stabiilsus ja väga madal lineaarpaisumise koefitsient (vähem kui 10 ppm/kraadi või sellega võrdne), mis tagab, et ventilaatori struktuur ei deformeeru isegi drastiliste temperatuurimuutuste korral ja säilitab ventilaatori labade täpsuse suurel{13}}pöörlemisel. Kolmandaks on sellel hea tasakaal kerge kaalu ja suure tugevuse vahel. LCP tihedus on vaid umbes 1,4 g/cm³, mis võib vähendada ventilaatori kogukaalu, samas kui selle tõmbetugevus võib ulatuda üle 100 MPa, millest saab valmistada üliõhukesed ventilaatorilabad, mille paksus on vaid 0,15 mm, tagades konstruktsiooni stabiilsuse kiirel pöörlemisel. Neljandaks on sellel suurepärased dielektrilised omadused, mille dielektriline konstant on stabiilne umbes 3,0 ja kadudegur alla 0,002, mis võib vältida elektromagnetilisi häireid seadme muude komponentidega ja tagada ventilaatori stabiilse töö.

4. Rootori magnetkomponent: ultra-õhuke neodüümraudboormagnet

Rootori magnet on võtmekomponent, mis genereerib ventilaatori liikumapanevat jõudu. Selle magnetiline jõudlus ja paksus mõjutavad otseselt ventilaatori töötõhusust ja energiatarbimist. Ultra-õhukeste ventilaatorite puhul, tagades küllaldase magnetjõu, on magneti paksuse vähendamine ülioluline tehniline nõue. Kasutame rootorimagnetina üliõhukest neodüümraudboor (NdFeB) materjali, mis tagab miniventilaatori tõhusa töö.

Neodüümraudboor on suure jõudlusega{0}}püsimagnetmaterjal, millel on äärmiselt kõrge magnetenergia ja koertsiivsus. Selle püsivustugevus võib ulatuda 1,2-1,4 T-ni ja koertsitiivsus 12-30 kOe-ni. See tähendab, et see võib tekitada tugeva ja stabiilse magnetvälja väga väikeses mahus, mis on palju parem kui traditsioonilised ferriitmagnetid. Üliõhukeste neodüümi raudboormagnetite kasutamine mitte ainult ei vähenda rootoriosa paksust, vaid optimeerib ka mootori magnetvälja jaotust, vähendades oluliselt mootori tööks vajalikku voolu. Asjakohaste tehniliste andmete kohaselt võib suure magnetilise energiaga neodüüm-raudboormaterjalide kasutamine vähendada mootori energiakadu, parandada mootori võimsustihedust ja panna ventilaatori saavutama suurema efektiivsuse väiksema energiatarbimisega. Lisaks on neodüümi raudboormagnetitel hea kõrge{13}temperatuuri stabiilsus. Pärast eritöötlust võivad need töötada stabiilselt kõrgel temperatuuril kuni 200 kraadi, mis ühildub elektroonikaseadmetes kõrge temperatuuriga keskkonnaga ja tagab ventilaatori pikaajalise töökindluse.

5. Lõplik saavutus: üliõhuke alalisvoolu ventilaator, mis on väiksem kui sõrmeküüs

Tuginedes ülaltoodud põhikomponentide valikule ja tehnilistele uuendustele, oleme edukalt tootnud üliõhukese alalisvoolu ventilaatori mõõtmetega 15 × 15 × 4 mm, mis on isegi küünest väiksem. See ventilaator mitte ainult ei ületa traditsiooniliste jahutusventilaatorite suuruspiiranguid, vaid saavutab ka suurepärase jõudluse õhuhulga, müra ja energiatarbimise osas. See suudab tõhusalt hajutada soojust väikeste elektroonikaseadmete jaoks, lahendades miniatuursete seadmete soojuse hajumise kitsaskoha ja pakkudes tugevat tehnilist tuge selliste tööstusharude innovatsioonile ja arengule nagu olmeelektroonika, meditsiiniseadmed ja tehisintellekt.

Tulevikus jätkame miniatuurse soojuse hajumise tehnoloogia uurimise süvendamist, avastame rohkem-jõudlusega materjale ja uuenduslikke struktuure ning laseme turule rohkem üliõhukesi, tõhusaid ja usaldusväärseid jahutuslahendusi, et edendada ülemaailmse elektroonikaseadmete tööstuse miniaturiseerimise pidevat edenemist.