ເຕັກໂນໂລຊີແຮງຈູງໄຟຟ້າທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນໄດ້ແນວໃດ

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງອຸປະກອນເປັນບັນຫາທີ່ສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງຕໍ່ອຸດສາຫະກຳທີ່ອີງໃສ່ລະບົບໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ, ໂດຍການລົ້ມເຫຼວກ່ອນເວລາຈະສ່ອງແສງເຖິງການຢຸດດຳເນີນການ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການປ່ຽນແທນ, ແລະການສູນເສຍຜະລິດຕະພັນ. ການພັດທະນາຂອງວິທີການຈັດການຄວາມຮ້ອນໄດ້ນຳເອົາເຕັກໂນໂລຊີແຫຼວເຢັນສຳລັບແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານມາເປັນທີ່ສຳຄັນເປັນວິທີການທີ່ປ່ຽນແປງທັງໝົດ ເຊິ່ງແກ້ໄຂບັນຫາພື້ນຖານຂອງການເສື່ອມສະພາບທີ່ເກີດຈາກຄວາມຮ້ອນໃນລະບົບຈ່າຍພະລັງງານ. ຕ່າງຈາກສະຖາປັດຕະຍາການທີ່ໃຊ້ອາກາດເຢັນທີ່ມີບັນຫາໃນສະພາບການທີ່ເຄື່ອນໄຫວຢູ່ໃນພາລະບັນທຸກສູງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ການເຢັນດ້ວຍແຫຼວນີ້ເຮັດໃຊ້ຄຸນສົມບັດການນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດຂອງຂອງເຫຼວເພື່ອດຶງຄວາມຮ້ອນອອກຈາກອຸປະກອນທີ່ສຳຄັນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເสถຍນໃນການເຄື່ອນໄຫວ ແລະປ່ຽນແປງເສັ້ນທາງການເສື່ອມສະພາບຂອງອຸປະກອນໄຟຟ້າຢ່າງເລິກເຊິ່ງ.

ກົນໄກທີ່ອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງຫຼວງເຮັດໃຫ້ອາຍຸການຂອງອຸປະກອນຍາວຂຶ້ນ ດຳເນີນການຜ່ານມິຕິທາງດ້ານຮ່າງກາຍ ແລະ ເຄມີຫຼາຍດ້ານ ເລີ່ມຈາກການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ຈຸດຕໍ່ເຊມີຄອນດັກເຕີ ໄປຈົນເຖິງການປ້ອງກັນການແຫ້ງຂອງຕົວເກັບປະຈຸການແບບໄຟຟ້າ ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງຈຸດເຊື່ອມທາງເຄມີ. ຍຸດທະສາດການຈັດການຄວາມຮ້ອນທີ່ຄົບຖ້ວນນີ້ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ສູດ Arrhenius ທີ່ຄວບຄຸມອັດຕາການລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ ໂດຍທີ່ການຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກລົງ 10 ອົງສາເຊັນຕີເགຣດ ອາດຈະເຮັດໃຫ້ເວລາສະເລ່ຍລະຫວ່າງການລົ້ມເຫຼວ (MTBF) ສຳລັບອຸປະກອນໄຟຟ້າຫຼາຍຊະນິດເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງສອງເທົ່າ. ການເຂົ້າໃຈວ່າເຕັກໂນໂລຊີການເຢັນດ້ວຍຂອງຫຼວງບັນລຸຄວາມໄດ້ປຽດທາງຄວາມຮ້ອນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ແນວໃດ ຕ້ອງມີການສຶກສາເຖິງໄຫຼ່ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ ຫຼັກການວິທະຍາສາດວັດຖຸ ແລະ ຄຳພິຈາລະນາການອອກແບບລະດັບລະບົບທີ່ເຮັດໃຫ້ວິທີການນີ້ແຕກຕ່າງຈາກວິທີການເຢັນທຳມະດາໃນການນຳໃຊ້ອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານທີ່ມີຄວາມສຳຄັນສູງ.

ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງຄວາມຮ້ອນ ແລະ ກົນໄກການເຖົ້າຂອງອຸປະກອນ

ຄວາມຮ້ອນເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນໄຟຟ້າເສື່ອມສະພາບໄວຂຶ້ນແນວໃດ

ສ່ວນປະກອບໄຟຟ້າທີ່ຢູ່ໃນແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານຈະເກີດມີການເສື່ອມສະພາບຜ່ານຫຼາຍທາງທີ່ເລີ່ມເລີງຂຶ້ນຢ່າງໄວວາເມື່ອອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກສູງຂຶ້ນ. ອຸປະກອນເຊມີຄອນດູເຕີເຊີ່ງເຊັ່ນ: MOSFETs ແລະ IGBTs ຈະຖືກສົ່ງຜົນກະທົບຈາກການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການລົ້ນໄຟຟ້າ (leakage currents) ເມື່ອອຸນຫະພູມທີ່ຂໍ້ຕໍ່ (junction temperatures) ສູງຂຶ້ນ, ສິ່ງນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຈະຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງສ້າງຈຸດຮ້ອນທ້ອງຖິ່ນ (localized hot spots) ທີ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງຄວາມຮ້ອນເຂົ້າສູ່ຈຸດດຽວກັນຢ່າງເຂັ້ມແຂງ. ອັດຕາການແຜ່ຂະຫາຍຂອງສິ່ງປົນເປື້ອນໃນໂຄງສ້າງຄຣິສຕັນເຊມີຄອນດູເຕີຈະເພີ່ມຂຶ້ນຕາມອຸນຫະພູມ, ຈຶ່ງປ່ຽນແປງລັກສະນະທາງໄຟຟ້າຂອງເຂດທີ່ເຮັດວຽກຢ່າງຊັ້ນຕົ້ນ ແລະ ນຳໄປສູ່ການເລື່ອນຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ (threshold voltage drift) ແລະ ປະສິດທິພາບການປ່ຽນສະຖານະ (switching performance) ທີ່ຫຼຸດລົງໄປຕາມເວລາ.

ສ່ວນປະກອບທີ່ບໍ່ເຄື່ອນໄຫວຕ້ອງເຜຊີນກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງຢ່າງເທົ່າເທີຍກັນ, ໂດຍໂຕ້ຕ້ານໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໄຟຟ້າເປັນສື່ (electrolytic capacitors) ແມ່ນມີຄວາມອ່ອນໄຫວເປັນພິເສດຕໍ່ການລົ້ມສະລາກຈາກຄວາມຮ້ອນ. ສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນຂອງເຫຼວ (electrolyte) ພາຍໃນໂຕ້ຕ້ານໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ຈະລະເຫີຍໄປດ້ວຍອັດຕາທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງສອງເທົ່າທຸກໆ 10 ອົງສາເຊີເລັຽດທີ່ສູງກວ່າອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ກຳນົດໄວ້, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຄວາມຈຸຂອງໂຕ້ຕ້ານໄຟຟ້າຫຼຸດລົງຢ່າງຊ້າໆ ແລະ ຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າຕາມລຳດັບ (equivalent series resistance) ເພີ່ມຂຶ້ນ. ລະບົບຈ່າຍພະລັງງານທີ່ໃຊ້ຂອງເຫຼວເພື່ອຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ (liquid cooled power supply system) ຈະຮັກສາອຸນຫະພູມຂອງສ່ວນປະກອບໃຫ້ຕ່ຳກວ່າລະບົບທີ່ໃຊ້ອາກາດເພື່ອຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຢ່າງມີນັກ, ໂດຍການຈັດການໂດຍກົງຕໍ່ກົງກັບກົນໄກການລະເຫີຍນີ້ ໂດຍການຮັກສາອຸນຫະພູມສ່ວນໃຈກາງຂອງໂຕ້ຕ້ານໄຟຟ້າໃນຂອບເຂດທີ່ກິດຈະກຳຂອງໂມເລກຸນ ແລະ ຄວາມກົດດັນຂອງໄອ (vapor pressure) ຢູ່ໃນລະດັບທີ່ຕ່ຳທີ່ສຸດ, ເພື່ອຮັກສາປະລິມານຂອງ electrolyte ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າໄວ້ໃນໄລຍະເວລາການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ.

ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງວັດສະດຸ

ນອກຈາກລະດັບອຸນຫະພູມສຳບູນແລ້ວ ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (thermal cycling) — ຄືການຂະຫຍາຍຕົວ ແລະ ຫຼຸດລົງຂອງວັດສະດຸຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເນື່ອງໃນການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມ — ແມ່ນເປັນປັດໄຈຫຼັກທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວທາງກົລະເທດໃນອຸປະກອນໄຟຟ້າ. ຈຸດເຊື່ອມທີ່ເຮັດດ້ວຍດີບຸກ (solder joints) ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ອຸປະກອນເຂົ້າກັບບ່ອນຈັດວາງວົງຈອນໄຟຟ້າ (printed circuit boards) ຈະເກີດຄວາມເສຍຫາຍຈາກຄວາມເຫຼື່ອຍຕົວຢ່າງຄ່ອຍເປັນຄ່ອຍເປັນເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງອຸນຫະພູມ (differential thermal expansion coefficients) ຂອງວັດສະດຸຕ່າງໆ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເຄັ່ນ (shear stresses) ໃນແຕ່ລະວົງຈອນອຸນຫະພູມ. ລະບົບທີ່ໃຊ້ອາກາດເປັນຕົວເຢັນ (air-cooled systems) ມີການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງກວ້າງຂວາງລະຫວ່າງສະຖານະການຢູ່ນິ້ງ (idle) ແລະ ສະຖານະການເຮັດວຽກເຕັມທີ່ (full-load) ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຈຸດເຊື່ອມດັ່ງກ່າວຕ້ອງຮັບຄວາມເຄັ່ນຈຳນວນຫຼາຍຮ້ອຍຄັ້ງຕໍ່ປີ ທີ່ເຮັດໃຫ້ພັນທະບົດທາງເຄມີ (metallurgical bonds) ອ່ອນແອລົງຢ່າງຄ່ອຍເປັນຄ່ອຍເປັນ.

ການປະຕິບັດສະຖາປະນາການຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງແຫຼວ ໄດ້ປ່ຽນແປງຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວນີ້ຢ່າງເລິກເຊິ່ງ ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກສູງສຸດ ແລະ ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມຢ່າງມີນັກ. ມວນນ້ຳໜັກທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ສູງ ແລະ ການລົມວຽນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຂອງແຫຼວເຢັນ ໄດ້ສ້າງເອຟີກົດການກັກເກັບຄວາມຮ້ອນ ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງໄວວ່າ ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ເບົາບາງຫຼາຍຂຶ້ນທົ່ວທັງການປະກອບ. ການປັບສະຖຽນນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານຄວາມເຄັ່ນເຄີຍທີ່ເກີດຂື້ນໃນບ່ອນເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍດີບ, ເສັ້ນລວມ (bond wires), ແລະ ພື້ນທີ່ຕິດຕໍ່ກັບແຜ່ນພື້ນຖານ (substrate interfaces), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ເກີດຈາກຄວາມເຄັ່ນເຄີຍຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສຳຄັນເຫຼົ່ານີ້ຍາວຂື້ນເຖິງ 5-10 ເທົ່າ ເມື່ອທຽບກັບການອອກແບບທີ່ໃຊ້ອາກາດເຢັນໃນສະພາບການເດີມທີ່ມີພະລັງງານເຂົ້າເທົ່າກັນ.

ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (Junction Temperature) ໃນເຊມີເຄີ (Semiconductors) ທີ່ໃຊ້ໃນການຈ່າຍພະລັງງານ

ອຸປະກອນເຊມີເຄື່ອງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໃນການຂັບໄລ່ແຮງດັນເປັນອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ອຸນຫະພູມຫຼາຍທີ່ສຸດໃນແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໃນການປ່ຽນແປງໃນປະຈຸບັນ, ໂດຍອຸນຫະພູມທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (junction temperature) ມີຜົນກຳນົດໂດຍກົງຕໍ່ອັດຕາການເກີດຄວາມເສຍຫາຍ, ຄວາມສູນເສຍໃນການປ່ຽນແປງ, ແລະ ຂອບເຂດການເຮັດວຽກທີ່ປອດໄພ. ອຸປະກອນທີ່ເຮັດດ້ວຍຊິລິໂຄນຈະມີການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງເປັນເອກະສານຕໍ່ປະລິມານທີ່ກັບຄືນໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ (reverse recovery charge) ແລະ ຄວາມສູນເສຍໃນການປ່ຽນແປງເມື່ອອຸນຫະພູມທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດວົງຈອນການປ່ອນກັບຄືນທາງບວກ (positive feedback loop) ໂດຍທີ່ອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະ ສິ່ງນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນອີກ. ວິທີການຈັດຕັ້ງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ນ້ຳເປັນຕົວເຢັນ (liquid cooled power supply) ສາມາດຕັດວົງຈອນນີ້ໄດ້ດ້ວຍການຖ່າຍເອົາຄວາມຮ້ອນອອກໂດຍກົງຈາກຕົວເຄື່ອງຫຼື ພື້ນທີ່ທີ່ຕິດຕັ້ງອຸປະກອນດ້ວຍປະສິດທິພາບທີ່ສູງຫຼາຍກວ່າວິທີການທີ່ໃຊ້ການຖ່າຍເອົາຄວາມຮ້ອນດ້ວຍການຖ່າຍເອົາອາກາດ (air convection methods).

ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີການເຢັນດ້ວຍຂອງຫຼວງທີ່ທັນສະໄໝມັກຈະປະກອບດ້ວຍແຜ່ນເຢັນເຢັນ (cold plates) ຫຼື ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບ microchannel ທີ່ຖືກຈັດວາງໃນຕຳແໜ່ງທີ່ມີການຕິດຕໍ່ທາງຄວາມຮ້ອນຢ່າງໃກ້ຊິດກັບໝວດເຊມີຄອນດັກເຕີທີ່ໃຊ້ໃນການຂັບໄລ່ພະລັງງານ, ເຊິ່ງສາມາດບັນລຸຄວາມຕ້ານທາງຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງຈຸດຕິດຕໍ່ (junction) ແລະ ຂອງຫຼວງເຢັນໄດ້ຕ່ຳກວ່າ 3-5 ເທົ່າເມື່ອທຽບກັບເຄື່ອງເຢັນທີ່ໃຊ້ອາກາດບີບອັດທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງດີ. ການເຊື່ອມຕໍ່ທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີຂຶ້ນນີ້ເຮັດໃຫ້ເຊມີຄອນດັກເຕີສາມາດເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຈຸດຕິດຕໍ່ທີ່ຕ່ຳກວ່າ 20-30 ອົງສາເຊັນຕີເགຣດໃນເງື່ອນໄຂການເຮັດວຽກທີ່ເທົ່າກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອັດຕາການສ້າງຕົວນຳໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ, ຄວາມໄວໃນການແຜ່ຂະຫຍາຍຂໍ້ບົກບ່ອນຫຼຸດລົງ, ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນຍາວນານຂຶ້ນ ຕາມແບບຈຳລອງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທາງດ້ານຟິສິກສ໌ຂອງເຊມີຄອນດັກເຕີທີ່ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກຳເຄື່ອງໄຟຟ້າ.

ການປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນລະດັບລະບົບຜ່ານການເຢັນດ້ວຍຂອງຫຼວງ

ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງດ້ານສຽງ ແລະ ຜົນກະທົບຈາກການສັ່ນ

ສາຍຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດແບບດັ້ງເດີມ ຂຶ້ນກັບການລົ້ມຕົວຂອງອາກາດທີ່ມີຄວາມໄວສູງ ທີ່ເກີດຈາກປັ້ມທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ຫຼາຍພັນຮອບຕໍ່ນາທີ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນເຊິ່ງເປັນກົນໄກ ແລະ ພະລັງງານສຽງເຂົ້າໄປໃນສະພາບແວດລ້ອມຂອງລະບົບ. ການສັ່ນສະເທືອນເຫຼົ່ານີ້ຖ່າຍໂອນຜ່ານໂຄງສ້າງທີ່ໃຊ້ເພື່ອຕິດຕັ້ງເຂົ້າໄປໃນບ໋ອດວົງຈອນພິມ (PCB) ແລະ ຕີນຂອງອຸປະກອນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶດທາງກົນໄກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເຊິ່ງເປັນສາເຫດໃຫ້ເກີດການແ cracks ຢູ່ບ່ອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍດີບ, ການສຶກຫຼຸດຂອງຂາເຊື່ອມຕໍ່, ແລະ ການເສື່ອມສະຫຼາຍກ່ອນເວລາຂອງອຸປະກອນທີ່ມີສ່ວນປະກອບທີ່ເคลື່ອນໄຫວ ຫຼື ມີໂຄງສ້າງພາຍໃນທີ່ບໍ່ແຂງແຮງ. ຜົນລວມຈາກລ້ານໆ ວົງຈອນຂອງການສັ່ນສະເທືອນໃນໄລຍະເວລາຫຼາຍປີທີ່ເຮັດວຽກ ແມ່ນເປັນບັນຫາທີ່ສຳຄັນຕໍ່ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງການປະກອບອຸປະກອນໄຟຟ້າທີ່ຖືກຈັດແຈງຢ່າງໜາແໜ້ນ, ແຕ່ມັກຈະຖືກລົມເຫຼືອມເວົ້າເຖິງ.

ສາຍຈ່າຍໄຟທີ່ໃຊ້ນ້ຳເຢັນ ສາມາດກຳຈັດຫຼືຫຼຸດຜ່ອນການພົວພັນຕໍ່ປັ້ມລະບາຍອາກາດຄວາມໄວສູງຢ່າງມີນັກ ໂດຍການເປັນການຖ່າຍເອົາຄວາມຮ້ອນຫຼັກໄປສູ່ການລົ້ນໄຫຼຂອງຂອງເຫຼວ ເຊິ່ງເຮັດວຽກດ້ວຍການສັ່ນໄຫວເຊິ່ງມີຄວາມຮຸນແຮງຕ່ຳຫຼາຍ. ປັ້ມນ້ຳເຢັນສາມາດອອກແບບໃຫ້ມີຄວາມໄວໃນການປັ້ນທີ່ຕ່ຳຫຼາຍ ແລະ ມີຮູບແບບການເຮັດວຽກທີ່ລຽບເນີ້ນກວ່າປັ້ມລະບາຍອາກາດແບບແກນ (axial fans) ທີ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ເພື່ອຂົນສົ່ງພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ເທົ່າກັນຜ່ານອາກາດ ເຊິ່ງຈະຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານການສັ່ນໄຫວທີ່ຖ່າຍເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງຂອງສາຍຈ່າຍໄຟຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເງີບກວ່ານີ້ຈະເຮັດໃຫ້ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶດ (fatigue loading) ຕໍ່ການເຊື່ອມຕໍ່ທັງໝົດທັງດ້ານເຄື່ອງຈັກ ແລະ ອີເລັກໂຕຣນິກທົ່ວທັງບໍລິເວນການປະກອບ ລົດຕ່ຳລົງລົງ ເຊິ່ງເປັນປັດໄຈທີ່ຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານທັງໝົດຂອງລະບົບ ຜ່ານກົນໄກທີ່ແຍກຕ່າງຫາກຈາກປະໂຫຍດດ້ານການຈັດການຄວາມຮ້ອນຢ່າງເດີ່ยว.

ການປ້ອງກັນການເກີດມື້ນ ແລະ ຝຸ່ນເຂົ້າມາເກັບກ່ອນ

ລະບົບທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດຈະດຶງອາກາດແວດລ້ອມເຂົ້າໄປຕະຫຼອດເວລາຜ່ານສ່ວນປະກອບອີເລັກໂຕຣນິກ, ສິ່ງນີ້ຈະນຳເອົາສານເປື້ອນຕ່າງໆເຂົ້າມາດ້ວຍຄວາມຈຳເປັນ ເຊັ່ນ: ຝຸ່ນ, ຝຸ່ນເລັກໆ, ຄວາມຊື້ນ, ແລະ ສານເຄມີທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການເກັບກ້ອງຢູ່ເທິງພື້ນຜິວເປັນເວລາດົນ. ການເກັບກ້ອງເຫຼົ່ານີ້ສ້າງຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຫຼາຍດ້ານ ເຊັ່ນ: ການເກີດຊັ້ນກັນຄວາມຮ້ອນທີ່ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການຖ່າຍເທີມຄວາມຮ້ອນຫຼຸດລົງ, ການເກີດເສັ້ນທາງທີ່ເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າລົ້ມເຫຼວ (conductive pathways) ລະຫວ່າງເສັ້ນໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານສູງ ເຊິ່ງອາດເຮັດໃຫ້ເກີດການລຸກລາມຂອງໄຟຟ້າ (arcing) ຫຼື ການລົ້ມເຫຼວຈາກການຕິດຕາມ (tracking failures), ແລະ ຊັ້ນທີ່ດູດຊຶມຄວາມຊື້ນ (hygroscopic layers) ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການກັດກິນດ້ວຍເຄມີ-ໄຟຟ້າ (electrochemical corrosion) ຕໍ່ພື້ນຜິວທີ່ເປັນລາຍເລືອດ. ສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ເປັນອຸດສາຫະກຳ ເຊັ່ນ: ການປະມວນຜົນດ້ວຍເຄື່ອງຈັກ, ການປະມວນຜົນດ້ວຍເຄມີ, ຫຼື ການຕິດຕັ້ງທີ່ຢູ່ນອກບ້ານ ມີລັກສະນະຂອງສານເປື້ອນທີ່ທ້າທາຍເປັນຢ່າງຍິ່ງ ເຊິ່ງອາດຈະຫຼຸດລົງອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນໄຟຟ້າທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດທີ່ໃຊ້ງານທົ່ວໄປຢ່າງມີນັກ.

ສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ຖືກປິດຜນຢ່າງເຂັ້ມງວດ ທີ່ມີຢູ່ໃນອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍແຫຼວ ໃຫ້ການປ້ອງກັນທີ່ເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການປົນເປືືອນຈາກສິ່ງແວດລ້ອມ ໂດຍການຂັບໄລ່ຄວາມຈຳເປັນໃນການລົມອາກາດແວດລ້ອມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຜ່ານຊຸດອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ. ສ່ວນປະກອບທີ່ສຳຄັນຕັ້ງຢູ່ພາຍໃນຕູ້ທີ່ປິດຢ່າງເຂັ້ມງວດ ໂດຍທີ່ແຫຼວເຢັນໄຫຼ່ຜ່ານທາງເດີນທີ່ຖືກອຸທິດເພື່ອຈຸດປະສົງນີ້ ເຊິ່ງປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ສ່ວນປະກອບເຫຼົ່ານີ້ສຳຜັດໂດຍກົງກັບອາກາດທີ່ມີສານເປືືອນ ແລະ ອາກາດທີ່ມີຄຸນສົມບັດກັດເຄື່ອນ. ຍຸດທະສາດການແຍກນີ້ເປັນທີ່ມີຄຸນຄ່າເປັນຢ່າງຍິ່ງໃນສະຖານທີ່ອຸດສາຫະກຳທີ່ຮຸນແຮງ ໂດຍທີ່ວິທີການເຢັນທີ່ທຳມະດາຕ້ອງການການລ້າງເພື່ອບໍາລຸງຮັກສາຢ່າງເລື້ອຍໆ ຫຼື ການປ່ຽນແທນລະບົບການກັ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ວິທີການເຢັນດ້ວຍແຫຼວສາມາດຮັກສາປະສິດທິພາບທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ສົມໍ່າສະເໝີ ແລະ ຄວາມສະອາດຂອງສ່ວນປະກອບໄວ້ໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເປັນເວລາຫຼາຍປີ ບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ເປັນເດືອນ.

ຄວາມໜາແໜັ່ນຂອງພະລັງງານ ແລະ ການຈັດການການລວມຕົວຂອງຄວາມຮ້ອນ

ການອອກແບບແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ທັນສະໄໝໃນປັດຈຸບັນ ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເພີ່ມຄວາມໜາແໜັ່ນຂອງພະລັງງານໃຫ້ສູງຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເພື່ອຕອບສະໜອງຂໍ້ຈຳກັດດ້ານພື້ນທີ່ ແລະ ນ້ຳໜັກໃນການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ ເລີ່ມຈາກສາຂ່າຍໂທລະສື່ສານ ໄປຈົນຮອດລະບົບອຸດສາຫະກຳອັດຕະໂນມັດ. ແນວໂນ້ມຂອງການຫຼຸດຂະໜາດນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຖືກສຸມຢູ່ໃນປະລິມານທີ່ນ້ອຍລົງ ເຊິ່ງສ້າງຄວາມທ້າທາຍດ້ານການຈັດການຄວາມຮ້ອນທີ່ເກີນຄວາມສາມາດໃນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດ, ໂດຍທີ່ຂໍ້ຈຳກັດຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ຖ່າຍໂອນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງຊັ້ນແດນ (boundary layer) ຈະຈຳກັດຄວາມໜາແໜັ່ນຂອງພະລັງງານສູງສຸດທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້. ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍແຕ່ໃຫ້ພະລັງງານສູງເຫຼົ່ານີ້ດ້ວຍອາກາດເທົ່ານັ້ນ ຈະເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນມີອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວ່າ, ສິ່ງນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ຜູ້ໃຊ້ຄາດຫວັງຈາກລະບົບຈ່າຍພະລັງງານທີ່ມີຄຸນນະພາບໃນລະດັບອຸດສາຫະກຳຖືກທຳລາຍ.

ການນຳໃຊ້ ອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງແຫຼວ ສະຖາປັດຕະຍາການນີ້ເຮັດໃຫ້ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ ໃນເວລາດຽວກັນກັບການຮັກສາ ຫຼື ຍັງປັບປຸງອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກຂອງຊິ້ນສ່ວນໃຫ້ດີຂຶ້ນເທື່ອລະນ້ອຍ ເມື່ອທຽບກັບທາງເລືອກອື່ນທີ່ໃຊ້ອາກາດເຢັນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳກວ່າ. ຄ່າສຳປະສິດທິຜົນຂອງການຖ່າຍເທີມຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດຂອງການເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ—ເຊິ່ງມັກຈະສູງກວ່າການຖ່າຍເທີມຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດທີ່ຖືກບັງຄັບ 10 ເຖິງ 100 ເທື່ອ—ເຮັດໃຫ້ສາມາດຈັດການຄວາມຮ້ອນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນສຳລັບແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນທີ່ເຂັ້ມຂັ້ນ ເຊິ່ງຈະເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະເຢັນໃຫ້ພໍເທົ່າທີ່ຕ້ອງການດ້ວຍອາກາດ. ຄວາມສາມາດນີ້ເຮັດໃຫ້ນັກອອກແບບສາມາດເລືອກຈັດແຈງຮູບແບບຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານໃຫ້ເໝາະສົມທີ່ສຸດຕໍ່ການປະຕິບັດດ້ານໄຟຟ້າ ແລະ ປະສິດທິຜົນໃນການຜະລິດ ແທນທີ່ຈະຖືກຈຳກັດໂດຍຄວາມຕ້ອງການໃນການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ ເຮັດໃຫ້ເກີດລະບົບທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ເຊື່ອຖືໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ ໂດຍສາມາດສົ່ງອອກພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນຈາກຊຸດທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍ ແລະ ເບົາກວ່າ.

ຂໍ້ດີດ້ານວິທະຍາສາດວັດຖຸ ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງເຄມີ

ຄຸນສົມບັດຂອງຂອງເຫຼວທີ່ເປັນສະໄລ້ ແລະ ອາຍຸການຂອງການເປັນສະໄລ້

ການເລືອກເອງຂອງແຫຼວເຢັນໃນລະບົບຈ່າຍພະລັງງານທີ່ໃຊ້ແຫຼວເຢັນບໍ່ໄດ້ຈຳກັດຢູ່ເທິງຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງລວມເຖິງຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າ (dielectric strength), ຄວາມສະຖຽນທາງເຄມີ, ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣນິກ. ແຫຼວເຢັນທີ່ມີຄຸນສົມບັດຕ້ານທານໄຟຟ້າເປັນພິເສດນີ້ຮັກສາຄຸນສົມບັດການເປັນສະຫຼາບໄຟຟ້າທີ່ສູງໄວ້ເຖິງແມ່ນຈະສຳຜັດໂດຍກົງກັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຍຸດທະສາດການເຢັນທີ່ບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ເມື່ອໃຊ້ແຫຼວທີ່ເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າ. ແຫຼວທີ່ຖືກອອກແບບເປັນພິເສດເຫຼົ່ານີ້ຕ້ານການເສື່ອມສະພາບຈາກການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມ, ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງໄຟຟ້າ, ແລະ ການສຳຜັດກັບແສງ UV, ໂດຍຮັກສາຄຸນສົມບັດການປ້ອງກັນ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນໄວ້ຕະຫຼອດໄລຍະເວລາການໃຊ້ງານ ເຊິ່ງສາມາດຍາວໄດ້ 5 ຫາ 10 ປີ ໂດຍບໍ່ຕ້ອງປ່ຽນແຫຼວໃນລະບົບທີ່ປິດ (closed-loop systems) ທີ່ອອກແບບໄດ້ດີ.

ຄວາມສະຖຽນທາງເຄມີຂອງຕົວຢືດເຢັນໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝຍັງປະໂຫຍດຕໍ່ວັດສະດຸທີ່ມັນສຳຜັດດ້ວຍ, ເນື່ອງຈາກຂອງເຫຼວເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາຕໍ່ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ໃນການປະກອບອຸປະກອນໄຟຟ້າທົ່ວໄປ ເຊັ່ນ: ອາຫານເຊື່ອມ, ແທ່ງທອງແດງ, ແທ່ງແຜ່ຄວາມຮ້ອນອາລູມິເນີ້ມ, ແລະ ຊັ້ນຫຸ້ມເປືອກພາລີເມີທີ່ໃຊ້ເປັນສະລັອດ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ນີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນການກັດກິນ, ການສະກັດເອົາພາລາສຕິໄຊເຊີ (plasticizer), ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຂອງວັດສະດຸ ເຊິ່ງອາດເກີດຂຶ້ນເມື່ອອຸປະກອນໄຟຟ້າຖືກສຳຜັດກັບຄວາມຊື້ນ, ຕົວທີ່ລ້າງທີ່ໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ, ຫຼື ສະພາບແວດລ້ອມທາງເຄມີທີ່ຮຸນແຮງອື່ນໆ. ໂດຍການຮັກສາສະພາບແວດລ້ອມທາງເຄມີທີ່ສະຖຽນຢູ່ອ້ອມໆອຸປະກອນທີ່ອ່ອນໄຫວ, ວິທີການຈ່າຍຄ່າໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ຂອງເຫຼວເຢັນຈະປະກັນກັນການເກີດບັນຫາທີ່ເກີດຈາກການກັດກິນທາງເຄມີຂອງສະພາບແວດລ້ອມຢ່າງສົມບູນ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນໄຟຟ້າໃຫ້ຍາວນານຂຶ້ນຜ່ານຫຼາຍທາງທີ່ເ ergodic ແລະ ສຳຮັບກັນ.

ການຄວບຄຸມຄວາມຊື້ນ ແລະ ການປ້ອງກັນການກັດກິນທາງເຄມີ-ໄຟຟ້າ

ຄວາມຊື້ນເປັນອັນຕະລາຍດ້ານຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດຢ່າງໜຶ່ງຕໍ່ການປະກອບອຸປະກອນໄຟຟ້າ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການຍ້າຍຖ່າຍຂອງອາຍຸໂອນທີ່ເປັນລະດັບຈຸລັງ, ເຮັດໃຫ້ການກັດກຣ່ອນເລີກເຮັດໄວຂຶ້ນ, ແລະ ຫຼຸດລົງໃນຄວາມຕ້ານທາງດ້ານພື້ນຜິວຂອງບໍດເວີເຄີ (PCB). ລະບົບທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດຈະເປີດເຜີຍສ່ວນປະກອບທາງໃນໃຫ້ສຳຜັດກັບຄວາມຊື້ນຂອງອາກາດແວດລ້ອມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ໂດຍຄວາມຊື້ນນີ້ຈະປ່ຽນແປງໄປຕາມສະພາບອາກາດ ແລະ ການຄວບຄຸມສະພາບແວດລ້ອມຂອງສະຖານທີ່; ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການກົດຕົກ (condensation) ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດເປັນຊັ້ນນ້ຳແຫຼວຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງບໍດເວີເຄີ. ການສຳຜັດກັບຄວາມຊື້ນເຫຼົ່ານີ້ຈະເກີດຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ສັ່ງສົມໄປຕາມເວລາ ເຮັດໃຫ້ຄຸນນະສົມບັດຂອງຊັ້ນສາຍເຊື່ອມ (solder mask) ອ່ອນຕົວລົງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການກັດກຣ່ອນຕໍ່ສ່ວນທີ່ເປີດເຜີຍຂອງແທ່ງທອງແດງ (copper traces), ແລະ ສ້າງເປັນໂຄງສ້າງທີ່ເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າ (dendrite structures) ລະຫວ່າງສາຍເວີເຄີ ເຊິ່ງທີ່ສຸດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວດ້ານໄຟຟ້າ.

ລັກສະນະທີ່ປິດຢ່າງແໜ້ນຂອງຕູ້ຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ສະເໜີການປ້ອງກັນທີ່ມີຢູ່ໃນຕົວຕໍ່ການເຂົ້າໄປຂອງຄວາມຊື້ນ ແລະ ຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ເກີດຈາກການກໍ່ຕົວຂອງນ້ຳຄ້າງ. ສ່ວນປະກອບທີ່ຖືກເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວທີ່ບໍ່ນຳໄປໃຊ້ໄຟຟ້າ (dielectric fluid) ຈະເຮັດວຽກຢູ່ໃນບໍລະຍາກາດທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ ແລະ ແຍກອອກຈາກການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຊື້ນໃນບໍລະຍາກາດ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ບໍ່ເກີດວຟັງການສຳຜັດກັບຄວາມຊື້ນທີ່ເປັນສາເຫດໃຫ້ເກີດການເສື່ອມສະພາບທາງເຄມີ-ໄຟຟ້າ (electrochemical degradation) ໃນການອອກແບບແບບດັ້ງເດີມ. ເຖີງແມ່ນວ່າໃນລະບົບທີ່ມີການເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວຮ່ວມກັບການລົມໄຟຟ້າບາງສ່ວນເພື່ອເຢັນສ່ວນປະກອບອື່ນໆ (auxiliary components) ກໍຕາມ ອຸປະກອນທີ່ເກີດຄວາມຮ້ອນຫຼາຍທີ່ສຸດກໍຍັງຄົງຖືກປ້ອງກັນໄວ້ພາຍໃນວົງຈອນການເຢັນທີ່ປິດຢ່າງແໜ້ນ (sealed cooling loops) ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອ່ອນໄຫວທັງໝົດຂອງລະບົບຕໍ່ຮູບແບບການລົ້ມເຫຼວທີ່ເກີດຈາກຄວາມຊື້ນ ແລະ ຍືດເວລາການໃຊ້ງານທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຊື້ນເປີ້ນ (humid tropical environments), ການຕິດຕັ້ງໃນເຂດທະເລ (coastal installations), ແລະ ສະຖານະການອື່ນໆທີ່ມີຄວາມທ້າທາຍຈາກການສຳຜັດກັບຄວາມຊື້ນ.

ການຫຼຸດຜ່ອນການເສື່ອມສະພາບຂອງວັດສະດຸທີ່ເປັນຕົວແທນດ້ານອຸນຫະພູມ (Thermal Interface Material)

ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນຢ່າງມີປະສິດທິຜົນຈາກຫໍ່ເຊມີຄອນດູເຕີໄປຫາແຜ່ນ dissipate ຄວາມຮ້ອນ (heat sinks) ຂຶ້ນກັບວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ເປັນສ່ວນຕໍ່ກາງທາງຄວາມຮ້ອນ (thermal interface materials) ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ເພາະວ່າວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ເຕີມຊ່ອງຫວ່າງທາງອາກາດທີ່ເລັກຈິດ (microscopic air gaps) ລະຫວ່າງເນື້ອທີ່ທີ່ສຳພັດກັນ; ແຕ່ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເປັນຈຸດທີ່ມີຄວາມເປราะບາງດ້ານຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນລະບົບການເຢັນແບບດັ້ງເດີມ. ວັດສະດຸປູ່ນ (thermal pastes) ແລະ ແຜ່ນເທີມັນ (thermal pads) ມີບັນຫາການຖືກດັນອອກ (pump-out) ໃນເວລາທີ່ມີການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແຫ້ງເຂົ້າໄປເນື່ອງຈາກການລະເຫີຍນຂອງສ່ວນປະກອບທີ່ມີຄວາມລະເຫີຍນສູງໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງ, ແລະ ມີຄວາມເສຍຫາຍທາງກົດເຄື່ອນຈາກຄວາມຕຶດຕົວທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (differential thermal expansion stresses). ເມື່ອວັດສະດຸທີ່ເປັນສ່ວນຕໍ່ກາງເຫຼົ່ານີ້ເສື່ອມຄຸນນະພາບ, ຄວາມຕ້ານທາງຄວາມຮ້ອນ (thermal resistance) ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຕາມເວລາ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຊ້າໆ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນເສື່ອມສະພາບໄວຂຶ້ນ ແລະ ສຸດທ້າຍຈະນຳໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວທາງຄວາມຮ້ອນ (thermal runaway failures) ຖ້າບໍ່ໄດ້ຮັບການບຳລຸງຮັກສາຢ່າງເປັນປະຈຳ.

ການອອກແບບແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕຶດຕັນທີ່ເກີດຂື້ນກັບວັດສະດຸສຳລັບການຖ່າຍເທີມປະມານ (TIM) ຜ່ານກົນໄກຫຼາຍປະການ ເຊິ່ງລວມເຖິງ: ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ຕ່ຳລົງເຮັດໃຫ້ການໄຫຼລະເຫີຍ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບທາງເຄມີ ເກີດຂື້ນຊ້າລົງ; ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງນ້ອຍລົງ ເຮັດໃຫ້ຜົນກະທົບທາງກົນຈັກ (pump-out effect) ຫຼຸດລົງ; ແລະ ໃນບາງການນຳໃຊ້ທີ່ທັນສະໄໝສຸດ ມີການເຢັນໂດຍການສຳຜັດໂດຍກົງກັບຂອງເຫຼວ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ວັດສະດຸສຳລັບການຖ່າຍເທີມປະມານແບບດັ້ງເດີມເລີຍ. ໃນກໍລະນີທີ່ວັດສະດຸສຳລັບການຖ່າຍເທີມປະມານຍັງຄົງຈຳເປັນ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມເยັນກວ່ານີ້ຈະຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງມັນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ໂດຍຮັກສາປະສິດທິພາບການຖ່າຍເທີມປະມານໃຫ້ຄົງທີ່ຕະຫຼອດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງລະບົບ ໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງຖອດຊິ້ນສ່ວນອອກເພື່ອເຮັດຄວາມສະອາດ ແລະ ເປີ່ຍນ paste ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຂື້ນເປັນປະຈຳໃນລະບົບທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດ. ການຫຼຸດຜ່ອນການບໍາລຸງຮັກສານີ້ ສົ່ງຜົນດີໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ ໂດຍການຫຼີກເວັ້ນຄວາມຜິດພາດທີ່ເກີດຈາກມະນຸດໃນເວລາບໍາລຸງຮັກສາ ແລະ ຍົກເລີກການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບການຖ່າຍເທີມປະມານລະຫວ່າງການບໍາລຸງຮັກສາ.

ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງພາລາມິເຕີດ້ານໄຟຟ້າ

ຜົນກະທົບຈາກສຳປະສິດທິການຕໍ່ອຸນຫະພູມຕໍ່ການຄວບຄຸມອັດຕາການອອກ

ການນຳໃຊ້ແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ ຕ້ອງການການຄວບຄຸມຄ່າຄວາມດັນຢ່າງເຂັ້ມງວດ ແລະ ການປ່ຽນແປງຄ່າອອກທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດໃນເງື່ອນໄຂການໂຫຼດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ປັດໄຈດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ; ແຕ່ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມສ້າງຄວາມທ້າທາຍຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການຮັກສາຂໍ້ກຳນົດດ້ານປະສິດທິພາບເຫຼົ່ານີ້. ອຸປະກອນເຊມີຄອນດູເຕີ, ຕົວຕ້ານທາງໄຟຟ້າ, ແລະ ແຫຼ່ງອ້າງອີງຄວາມດັນທັງໝົດມີສຳປະສິດທິການຕໍ່ອຸນຫະພູມ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພາລາມິເຕີດ້ານໄຟຟ້າຂອງພວກມັນປ່ຽນແປງໄປຕາມການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໃນເວລາທີ່ເຮັດວຽກ, ໂດຍການປ່ຽນແປງເຫຼົ່ານີ້ຈະຖ່າຍໂອນຜ່ານວົງຈອນຄວບຄຸມການປ້ອນກັບຄືນ (feedback control loops) ແລະ ຂັ້ນຕອນຂອງເຄື່ອງແທກຄວາມຜິດພາດ (error amplifier stages) ເພື່ອສົ່ງຜົນຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຄວາມດັນທີ່ອອກ. ລະບົບທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດຈະປະສົບກັບການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເວລາທີ່ມີການປ່ຽນແປງການໂຫຼດຢ່າງໄວວາ ແລະ ການປ່ຽນແປງສະພາບແວດລ້ອມ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງທາງຄວາມຮ້ອນເຫຼົ່ານີ້ຖ່າຍໂອນເປັນການປ່ຽນແປງຄ່າຄວາມດັນທີ່ອອກທີ່ວັດແທກໄດ້ ແລະ ສາມາດເກີນຄ່າທີ່ຍອມຮັບໄດ້ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວ.

ຄວາມສະຖຽນທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ໃຫ້ໂດຍເຕັກໂນໂລຢີແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາການຄວບຄຸມຜົນໄດ້ຮັບໄດ້ໂດຍກົງ ໂດຍການຮັກສາອຸປະກອນວົງຈອນຄວບຄຸມທີ່ສຳຄັນໃນຊ່ວງອຸນຫະພູມທີ່ຄັບແຄບ ບໍ່ວ່າຈະເປັນການປ່ຽນແປງຂອງພາລະບັນທຸກ ຫຼື ສະພາບແວດລ້ອມ. ແຫຼ່ງຈ່າຍຄ່າຄວາມດັນອ້າງອີງ, ຂ່າວສາຍຕ້ານທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ແລະ ແອັມປ້ລິໄຟເອີຄືນສັນຍານ (feedback amplifiers) ທັງໝົດໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຈາກສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສະຖຽນ ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງຄ່າທີ່ເກີດຈາກສຳປະສິດອຸນຫະພູມ (temperature-coefficient-induced drift) ເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມຜົນໄດ້ຮັບມີຄວາມຖືກຕ້ອງຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ປັບຕົວຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງພາລະບັນທຸກໄດ້ດີຂຶ້ນ. ຄວາມສະຖຽນທາງຄວາມຮ້ອນນີ້ມີຄວາມສຳຄັນເປັນຢ່າງຍິ່ງໃນການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ອຸປະກອນຜະລິດເຊມີຄອນດັກເຕີ, ເຄື່ອງມືວິເຄາະ, ແລະ ລະບົບໂທລະຄົມມູນິກເຊີ່ນ ໂດຍທີ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຜົນໄດ້ຮັບຈາກແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານມີຜົນຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຂະບວນການ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກ, ຫຼື ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງສັນຍານ.

ຮັກສາປະສິດທິພາບໃນທັງໝົດຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານ

ປະសິດທິພາບຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານສະແດງເຖິງທັງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານການດຳເນີນງານທີ່ເກີດຂື້ນທັນທີ ແລະ ຕົວຊີ້ວັດຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ, ເນື່ອງຈາກການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບຕາມເວລາເປັນສັນຍານຂອງການເກົ່າຂອງຊິ້ນສ່ວນ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມຂື້ນ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການເສື່ອມສະພາບເລີ່ມເກີດຂື້ນຢ່າງໄວວ່າ. ການອອກແບບທີ່ໃຊ້ອາກາດເຢັນແບບດັ້ງເດີມຈະເກີດການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບຢ່າງຊ້າໆ ເມື່ອຊິ້ນສ່ວນເກົ່າລົງ, ໂດຍມີການເພີ່ມຂື້ນຂອງການສູນເສຍພະລັງງານຈາກການປ່ຽນສະຖານະຂອງເຊມີເຄີນເຄີ (semiconductor switching losses), ການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກຄວາມຕ້ານທາງໃນອຸປະກອນທີ່ມີຄຸນສົມບັດແມ່ເຫຼັກ (magnetics) ແລະ ຕົວນຳໄຟ (conductors), ແລະ ການລົ້ນໄຫຼ (leakage currents) ທີ່ເພີ່ມຂື້ນ ເຊິ່ງທັງໝົດນີ້ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຫຼຸດລົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອ. ການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບນີ້ສ້າງເກີດເປັນຜົນກະທົບທີ່ເສີມກັນ (positive feedback effect) ໂດຍການສູນເສຍທີ່ເພີ່ມຂື້ນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນຫຼາຍຂື້ນ, ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ການເກົ່າຂອງຊິ້ນສ່ວນແລະການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບເລີ່ມເກີດຂື້ນຢ່າງໄວວ່າ ໃນວົງຈອນທີ່ເສີມກັນຕໍ່ເນື່ອ ແລະ ສຸດທ້າຍຈະຕ້ອງມີການປ່ຽນລະບົບທັງໝົດ ຫຼື ການເຮັດວຽກໃໝ່ຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ສຳຄັນ.

ສະຖາປັດຕະຍະກຳຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ໃຊ້ຂອງເຫຼວເຢັນ ສາມາດຕັດວົງຈອນການເສື່ອມຄຸນນະພາບນີ້ໄດ້ ໂດຍການຮັກສາອຸນຫະພູມິຂອງອຸປະກອນໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບທີ່ກົງກັບກົນໄກການເສື່ອມຄຸນນະພາບທີ່ເກີດຂຶ້ນຊ້າລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຮັກສາຄ່າພາລາມິເຕີດ້ານໄຟຟ້າ ແລະ ປະສິດທິພາບໄວ້ໃນໄລຍະເວລາການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ. ອຸປະກອນເຊມີຄອນດັກເຕີຈະຮັກສາຄຸນສົມບັດການປ່ຽນສະຖານະທີ່ສູນເສຍພະລັງງານຕ່ຳໄວ້ໄດ້ ເມື່ອຖືກໃຊ້ງານທີ່ອຸນຫະພູມິຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (junction temperature) ຕ່ຳ, ວັດສະດຸຫຼັກຂອງຂດລວມ (magnetic core materials) ຈະຮັກສາຄ່າຄວາມອ່ອນນ້ຳ (permeability) ທີ່ຄົງທີ່ ແລະ ສູນເສຍຈາກການຮັບ-ສົ່ງ (hysteresis losses) ຕ່ຳ, ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຂອງຕົວນຳຈະຄົງຢູ່ໃກ້ຄຽງກັບຄ່າທີ່ອອກແບບໄວ້ໂດຍບໍ່ຖືກຜົນກະທົບຈາກການຂະຫຍາຍຕົວເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນ. ປະສິດທິພາບທີ່ຄົງທີ່ດັ່ງກ່າວບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍຫຼຸດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານພະລັງງານໃນເວລາໃຊ້ງານທັງໝົດຂອງລະບົບເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເປັນຫຼັກຖານທີ່ສະແດງເຖິງການປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງລະບົບຢ່າງເລິກເຊິ່ງ ດ້ວຍການຈັດການຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ, ໂດຍການວັດແທກປະສິດທິພາບສາມາດເປັນຕົວຊີ້ວັດສຸຂະພາບທີ່ເປັນປະໂຫຍດ ແລະ ສະທ້ອນເຖິງສະພາບການເສື່ອມຄຸນນະພາບທັງໝົດຂອງລະບົບ.

ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດ້ານໄຟຟ້າ-ແມ່ເຫຼັກ ແລະ ຄຸນນະພາບການເຮັດວຽກຕໍ່ສຽງຮີດ

ການຮີດເຄື່ອນທີ່ເກີດຈາກສາຍໄຟຟ້າສາມາດທຳລາຍຫຼືຂັດຂວາງການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຄຸນນະພາບຂອງສຽງຮີດເຄື່ອນທີ່ຈະເລີ່ມເສື່ອມຄຸນນະພາບເມື່ອອຸປະກອນເກົ່າລົງ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກອຸນຫະພູມເລີ່ມເພີ່ມຂຶ້ນ. ຄວາມຕ້ານທາງເທົ່າທຽບຂອງຕົວເກັບປະຈຸ (ESR) ຈະເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອອຸປະກອນເກົ່າລົງ ແລະ ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ສິ່ງນີ້ຈະຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບຂອງເຄືອຂ່າຍການກັ້ນສຽງ, ໃນຂະນະທີ່ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງອາດເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການປ້ອງກັນລົດຖີ່ເສື່ອມຄຸນນະພາບ ແລະ ເກີດເປັນເສັ້ນທາງການຕໍ່ດິນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ສຽງຮີດເຄື່ອນຈາກການປ່ຽນແປງເຂົ້າສູ່ວົງຈອນອັນເປັນຜົນໄດ້ຮັບ. ການເສື່ອມຄຸນນະພາບຂອງການຮີດເຄື່ອນທີ່ເກີດຂຶ້ນເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເກີດຂຶ້ນຢ່າງຊ້າໆ ໃນໄລຍະເວລາຫຼາຍປີ, ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທີ່ເກີດຂຶ້ນເປັນຄັ້ງຄາວ ແລະ ຍາກທີ່ຈະວິເຄາະຫາສາເຫດ, ແລະ ສຸດທ້າຍອາດເຮັດໃຫ້ລະບົບບໍ່ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມອ່ອນໄຫວສູງ ເຖີງແມ່ນວ່າຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການສົ່ງຈ່າຍພະລັງງານຍັງຄົງເຮັດວຽກໄດ້ດີ.

ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເຄື່ອນໄຫວຢ່າງສະຖຽນໃນລະບົບຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ຊ່ວຍຮັກສາປະສິດທິຜົນຂອງອຸປະກອນການກັ້ນສຽງ ແລະ ວິທີການກັ້ນຄື້ນໄຟຟ້າເທື່ອລະຄັ້ງຕະຫຼອດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງລະບົບ. ຕົວເກັບປະຈຸກ (capacitors) ຍັງຄົງຮັກສາຄຸນສົມບັດຄວາມຈຸກທີ່ອອກແບບໄວ້ ແລະ ຄຸນສົມບັດ ESR ຕ່ຳ ເມື່ອຖືກປ້ອງກັນຈາກອຸນຫະພູມທີ່ສູງເກີນໄປ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຮັກສາປະສິດທິຜົນໃນການຫຼຸດຜ່ອນຄື້ນຮ້ອນທີ່ເກີດຈາກຄວາມຖີ່ການປ່ຽນແປງ (switching frequency harmonics) ແລະ ສຽງທີ່ສົ່ງຜ່ານໄປ. ວິທີການກັ້ນຄື້ນໄຟຟ້າທາງດ້ານຮ່າງກາຍຍັງຄົງຮັກສາຄວາມສະຖຽນທາງດ້ານກົນຈັກ ໂດຍບໍ່ມີການເສື່ອມສະຫຼາຍຈາກການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (thermal cycling fatigue), ເຊິ່ງຮັກສາປະສິດທິຜົນໃນການກັ້ນຄື້ນໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ; ພ້ອມທັງຮັກສາຄວາມເປັນເອກະລາດຂອງເສັ້ນດິນ (ground plane) ໂດຍບໍ່ມີການແຕກຫັກ ຫຼື ການແຍກຕົວອອກຈາກການເຄື່ອນໄຫວຂອງວັດສະດຸເນື່ອງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວຈາກຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມສະຖຽນຂອງປະສິດທິຜົນໃນການຈັດການກັບ EMI ນີ້ ຮັບປະກັນວ່າອຸປະກອນຈະຮັກສາຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດ້ານຄື້ນໄຟຟ້າ (electromagnetic compatibility) ຕະຫຼອດອາຍຸການໃຊ້ງານ, ໂດຍຫຼີກເວັ້ນບັນຫາການເສີຍຫາຍໃນເວລາໃຊ້ງານຈິງ (field failures) ແລະ ບັນຫາດ້ານກົດໝາຍທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນຈາກການເສື່ອມສະຫຼາຍຂອງປະສິດທິຜົນໃນການຈັດການສຽງເນື່ອງຈາກອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ ໃນໂຄງສ້າງການເຢັນແບບດັ້ງເດີມ.

ຄຳຖາມທີ່ຖືກຖາມເລື້ອຍໆ

ການລົດອຸນຫະພູມທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ດ້ວຍການເຢັນດ້ວຍຂອງແຫຼວ ເມື່ອປຽບທຽບກັບການເຢັນດ້ວຍອາກາດໃນອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານແມ່ນເທົ່າໃດ?

ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດອຸປະກອນສະຫນອງພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ມັກຈະບັນລຸການຫຼຸດລົງຂອງອຸນຫະພູມສ່ວນປະກອບໄດ້ 20 ເຖິງ 40 ອົງສາເຊີເລັຽດ ເມື່ອທຽບກັບການເຢັນດ້ວຍອາກາດທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງດີ ໃນເງື່ອນໄຂຂອງພະລັງງານທີ່ເທົ່າກັນ ແລະ ອຸນຫະພູມແວດລ້ອມທີ່ເທົ່າກັນ. ຜົນປະໂຫຍດດ້ານອຸນຫະພູມທີ່ແທ້ຈິງຂຶ້ນກັບປະເພດຂອງຂອງເຫຼວທີ່ໃຊ້ເຢັນ, ອັດຕາການຫຼືນ, ການອອກແບບຂອງເຄື່ອງລະເບີດຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດຂອງອົງປະກອບທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ານຄວາມຮ້ອນ, ໂດຍການເຢັນໂດຍກົງຕໍ່ອຸປະກອນເຊມີຄອນດູເຄີເຕີ ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປັບປຸງທີ່ດີເລີດທີ່ສຸດ. ການຫຼຸດລົງຂອງອຸນຫະພູມເຫຼົ່ານີ້ສົ່ງຜົນໂດຍກົງຕໍ່ການປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຕາມສູດ Arrhenius, ໂດຍທີ່ການຫຼຸດລົງ 10 ອົງສາເຊີເລັຽດຈະເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງສ່ວນປະກອບຍືດຍາວຂຶ້ນເຖິງ 2 ເທົ່າ ສຳລັບກົກການລົ້ມສະຫຼາກຫຼາຍປະເພດ. ລະບົບການເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວຂັ້ນສູງທີ່ມີການອອກແບບແຜ່ນເຢັນທີ່ເໝາະສົມ ສາມາດບັນລຸຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຈາກຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (junction) ໄປຫາຂອງເຫຼວທີ່ຕ່ຳກວ່າ 0.1 ອົງສາເຊີເລັຽດຕໍ່ວັດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາມາດດຳເນີນການທີ່ມີພະລັງງານສູງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (junction temperature) ທີ່ຈະບໍ່ສາມາດຮັກສາໄວ້ໄດ້ດ້ວຍການເຢັນດ້ວຍອາກາດໃນຮູບຮ່າງທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍ.

ເຕັກໂນໂລຢີແຫ່ງພະລັງງານທີ່ໃຊ້ນ້ຳເຢັນ ຕ້ອງການການບໍາຮຸງຮັກສາຫຼາຍກວ່າລະບົບທີ່ໃຊ້ອາກາດເຢັນຫຼືບໍ່?

ລະບົບຈ່າຍພະລັງງານທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງເໝາະສົມດ້ວຍການເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວໃນວົງຈອນປິດ ມັກຈະຕ້ອງການການບໍາຮຸງຮັກສາໆ້ານ້ອຍກວ່າລະບົບທີ່ເຢັນດ້ວຍອາກາດທີ່ເທົ່າທຽມກັນ ໃນໄລຍະເວລາການໃຊ້ງານທັງໝົດ. ຖ້າແມ່ນລະບົບທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວຈະປະກອບດ້ວຍປັ້ມແລະເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນ ເຊິ່ງເປັນສ່ວນປະກອບເພີ່ມເຕີມ, ແຕ່ສ່ວນປະກອບເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວມີຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຫຼາຍກວ່າປັ້ມອາກາດທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບເຢັນດ້ວຍອາກາດ ເຊິ່ງມີບັນຫາການສວຍຫຼຸດຂອງເຂົ້າຫຼຸດ ແລະ ຕ້ອງມີການປ່ຽນແທນຢ່າງເປັນປະຈຳ. ລັກສະນະທີ່ປິດຜິດຂອງລະບົບເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວຈະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ຝຸ່ນເຂົ້າໄປຢູ່ໃນສ່ວນປະກອບອີເລັກໂຕຣນິກ, ຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ບໍ່ຕ້ອງມີການບໍາຮຸງຮັກສາດ້ວຍການລ້າງເປັນປະຈຳເຊັ່ນດຽວກັບລະບົບເຢັນດ້ວຍອາກາດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນອຸດສາຫະກຳ. ຂອງເຫຼວທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບທີ່ອອກແບບມາຢ່າງດີ ສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ເຖິງຫ້າຫຼືສິບປີໂດຍບໍ່ຕ້ອງປ່ຽນ, ໂດຍການຕິດຕາມສະພາບຂອງຂອງເຫຼວຈະໃຫ້ຂໍ້ມູນເພື່ອການບໍາຮຸງຮັກສາແບບທຳນາຍລ່ວງໜ້າ. ການບໍາຮຸງຮັກສາທີ່ຕ້ອງຄຳນຶງເຖິງຫຼັກໆ ແມ່ນການກວດສອບຢ່າງເປັນປະຈຳຕໍ່ການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງຂອງເຫຼວ ແລະ ລະດັບຂອງຂອງເຫຼວ, ເຊິ່ງເກີດຂຶ້ນບໍ່ບໍ່ເຖິງເທົ່າກັບການປ່ຽນຕົວກັກກັນ (filter) ແລະ ການລ້າງເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນ (heat sink) ທີ່ຕ້ອງເຮັດເປັນປະຈຳເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບຂອງລະບົບເຢັນດ້ວຍອາກາດໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມງວດ.

ສາມາດຕິດຕັ້ງລະບົບເຢັນດ້ວຍນ້ຳໃສ່ອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານທີ່ໃຊ້ອາກາດເຢັນຢູ່ແລ້ວໄດ້ຫຼືບໍ່?

ການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດໃຫ້ເປັນລະບົບລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ແມ່ນມີຄວາມທ້າທາຍດ້ານວິສະວະກຳຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ເຊິ່ງມັກຈະເຮັດໃຫ້ການອອກແບບໃໝ່ທັງໝົດ (clean-sheet redesigns) ມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍກວ່າການປັບປຸງເຄື່ອງເກົ່າ. ລັກສະນະພື້ນຖານຂອງລະບົບຈ່າຍໄຟຟ້າທີ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ແຕກຕ່າງຢ່າງມີນັກຈາກລະບົບທີ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດ, ໂດຍຕ້ອງໃຊ້ກ່ອງປິດທີ່ສາມາດປິດຜົນໄດ້ຢ່າງດີ, ລະບົບຈັດສົ່ງຂອງເຫຼວ, ສ່ວນຕິດຕໍ່ທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ເປັນພິເສດ, ແລະ ການຈັດວາງອຸປະກອນທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການດຶງຄວາມຮ້ອນອອກດ້ວຍຂອງເຫຼວ ແທນທີ່ຈະເປັນການລົມວຽນອາກາດ. ຮູບຮ່າງຂອງເຄື່ອງດູດຄວາມຮ້ອນທີ່ອອກແບບສຳລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດ ຈະບໍ່ມີປະສິດທິພາບໃນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍຂອງເຫຼວ, ເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງຂອງແຂວນທີ່ອອກແບບມາເພື່ອການຖ່າຍເທີມຄວາມຮ້ອນດ້ວຍການລົມວຽນ (convective heat transfer) ບໍ່ໄດ້ໃຫ້ເນື້ອທີ່ໜ້າສຳຜັດ ຫຼື ລັກສະນະການລົມວຽນທີ່ເໝາະສົມສຳລັບຂອງເຫຼວ. ນອກຈາກນີ້, ຄວາມຕ້ອງການດ້ານການເປັນສ່ວນເກີນທາງໄຟຟ້າ (electrical insulation) ກໍຈະປ່ຽນໄປເມື່ອອຸປະກອນສຳผັດກັບຂອງເຫຼວ ຫຼື ຢູ່ໃນບໍລິເວນທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບຂອງເຫຼວ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕ້ອງເລືອກໃຊ້ວັດສະດຸແລະການຈັດຫ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ອົງການຕ່າງໆທີ່ຕ້ອງການປ່ຽນຈາກການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດໄປເປັນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍຂອງເຫຼວ ມັກຈະບັນລຸຜົນໄດ້ດີຂື້ນດ້ວຍການເລືອກໃຊ້ຜະລິດຕະພັນຈ່າຍໄຟຟ້າທີ່ອອກແບບມາເພື່ອການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍຂອງເຫຼວເປັນພິເສດ ແທນທີ່ຈະເປັນການປັບປຸງອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.

ການນຳໃຊ້ໃດທີ່ໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຫຼາຍທີ່ສຸດຈາກການປັບປຸງອາຍຸການຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ?

ການນຳໃຊ້ທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການປ່ຽນອຸປະກອນເກີນກວ່າລາຄາຊື້ອຸປະກອນພຽງຢ່າງດຽວ ຈະໄດ້ຮັບປະໂຫຍດສູງສຸດຈາກຂໍ້ດີຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ. ສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກດ້ານເຄື່ອງມືສື່ສານທີ່ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ, ສະຖານທີ່ຕິດຕັ້ງທີ່ຢູ່ຫ່າງໄກແລະເຂົ້າເຖິງໄດ້ຍາກ, ແລະ ລະບົບທີ່ຖືກຜະສົມເຂົ້າກັບເຄື່ອງຈັກທີ່ສັບສົນ ໂດຍການປ່ຽນແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານຈຳເປັນຕ້ອງຖອດອອກຢ່າງລະອຽດ ທັງໝົດນີ້ຈະໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານຂອງອຸປະກອນ. ເຄື່ອງມືທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດເຊມີເຄີ (semiconductor) ເຄື່ອງສຳຫຼວດທາງການແພດ (medical imaging systems), ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມຂະບວນການອຸດສາຫະກຳທີ່ຕ້ອງການເວລາໃຊ້ງານທີ່ສູງ (high uptime) ແລະ ການລົ້ມເຫຼວຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການຂັດຂວາງການຜະລິດທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ແມ່ນເປັນຕົວຢ່າງທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບເຕັກໂນໂລຊີການເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ. ການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ ເຊັ່ນ: ສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກດ້ານການທຳນາຍພະລັງງານລົດໄຟຟ້າ (electric vehicle charging infrastructure), ລະບົບການປ່ຽນແປງພະລັງງານທີ່ມາຈາກແຫຼ່ງທຳມະຊາດ (renewable energy conversion systems), ແລະ ການຈັດສົ່ງພະລັງງານໃນສູນຂໍ້ມູນ (data center power distribution) ກໍຍັງໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຊັ່ນກັນ ເນື່ອງຈາກການຮວມກັນຂອງປະສິດທິພາບໃນການຈັດການຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຮູບຮ່າງທີ່ບໍ່ໃຫຍ່ເກີນໄປ ເຮັດໃຫ້ມີທັງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ດີຂຶ້ນ ແລະ ພື້ນທີ່ຕິດຕັ້ງທີ່ຫຼຸດລົງ. ການນຳໃຊ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ ເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມແວດລ້ອມທີ່ສູງ, ມີມົນລະພິດໃນອາກາດຈຳນວນຫຼາຍ, ຫຼື ສະພາບທີ່ມີຄວາມຊື້ນສູງ ຈະເຫັນການປັບປຸງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຢ່າງເດັ່ນຊັດຈາກການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການເຢັນດ້ວຍຂອງເຫຼວ.