מדוע מודולי מצלמת אנדוסקופ תעשייתי ברזולוציה גבוהה נוטים יותר להתחממות יתר?

כיום, כאשר אנדוסקופים תעשייתיים משודרגים ל-4K/60fps, צריכת החשמל של השבב עולה. לדוגמה, צריכת החשמל של חיישן IMX415 מגיעה ל-1.2W, אך צינור המראה בקוטר של ≤6 מ'מ מגביל את המקום לתכנון פיזור חום. המדידה בפועל מראה כי לאחר הפעלה רציפה של 15 דקות, טמפרטורת הצומת של השבב יכולה להגיע ל-85°C, וכתוצאה מכך לעלייה של 30% ברעשי התמונה והפחתה של 50% באורך החיים של ה-LED.

השוואה בין פתרונות קיימים

לטכנולוגיה הייצוגית של סוג הפתרון יש אפקט קירור מוגבל. טבעת הולכת החום הפסיבית של רדיד נחושת לפיזור חום מפחיתה את הטמפרטורה ב-8-12 מעלות צלזיוס ומגדילה את הקוטר ב-0.5 מ'מ. המאוורר החשמלי של פיזור החום הפעיל מפחית את הטמפרטורה ב-15-20 מעלות צלזיוס ודורש אספקת חשמל של 5V. פתרון החומר הוא מצע קרמי מאלומיניום ניטריד, הפחתת הטמפרטורה ב-10 מעלות צלזיוס. העלות עולה.

כיוון חדשנות

יישום חומר לשינוי שלב: חומרים מרוכבים על בסיס פרפין (נקודת התכה של 45 מעלות צלזיוס) ממולאים בין ה-PCB לבין המעטפת. נמדד שניתן לדחות את זמן האזעקה של התחממות יתר ל-45 דקות

ניהול צריכת חשמל דינמי: על ידי התאמת קצב הפריימים באמצעות אלגוריתמי AI (הפחתה אוטומטית ל-30fps בעת זיהוי עצמים נייחים), צריכת החשמל שיא מופחתת ב-20%

מיקרו-ערוץ לייזר: תעלת קירור ברוחב 100 מיקרומטר נחרטת על מעטפת הנירוסטה בלייזר פמט-שניות. בשילוב עם זרימת גז אינרטי, יעילות פיזור החום מוגברת פי ארבעה

מגמת התעשייה: שבב הכוח TPS62824 של TI (עם יעילות המרה של 98%) שיושק ב-2024 יכול להפחית את מקורות החום ב-15% וצפוי להפוך למאפיין סטנדרטי של הדור הבא של המודולים.