Trīs efektīvas metodes jaudas moduļu siltuma izkliedēšanai

Ir trīs pamata metodes jaudas moduļa enerģijas pārnešanai no augstas temperatūras zonas uz zemas temperatūras zonu: starojums, pārraide un konvekcija.

Radiācija: siltuma elektromagnētiskā indukcijas pārnese starp diviem blokiem ar dažādu temperatūru.

Pārvade: siltuma pārnese caur cietu vidi.

Konvekcija: siltuma pārnese caur šķidru vidi (gāzi).

Dažādos īpašos lietojumos visām trim siltuma pārneses metodēm bieži ir atšķirīgs iedarbības līmenis. Lielākajā daļā lietojumu konvekcija ir vissvarīgākā siltuma pārneses metode. Ja pievieno pārējās divas siltuma izkliedes metodes, faktiskais efekts būs labāks. Tomēr dažās situācijās šīm divām metodēm var būt arī neproduktīva ietekme. Tāpēc, izstrādājot augstas kvalitātes siltuma izkliedes sistēmu, rūpīgi tiek apsvērtas visas trīs siltuma pārneses metodes.

barošanas modulis

1, starojuma avots, siltuma izkliede

Ja divas saskarnes ar atšķirīgu temperatūru saskaras viena ar otru, tas izraisīs nepārtrauktu siltuma starojuma pārnesi.

Radiācijas galīgo ietekmi uz noteiktu bloku temperatūru nosaka daudzi faktori: dažādu komponentu temperatūras starpība, saistīto komponentu orientācija, komponentu virsmas gludums un to savstarpējais atstatums utt. kvantitatīvi analizēt šo elementu plus apkārtējās vides' pašas radiācijas kinētiskās enerģijas apmaiņas ietekmi, ir ļoti sarežģīti izmērīt starojuma kaitīgumu temperatūrai, un to ir grūti precīzi aprēķināt.

Konkrētajā komutācijas jaudas pārveidotāja vadības moduļa pielietojumā maz ticams, ka paļausies tikai uz izstarotā siltuma izkliedi kā pārveidotāja dzesēšanas metodi. Vairumā gadījumu starojuma avots izkliedē tikai 10% vai mazāk no kopējā siltuma radītā daudzuma. Tāpēc starojuma siltumu parasti izmanto tikai kā palīgmetodi papildus galvenajai siltuma izkliedes metodei, un tas parasti netiek ņemts vērā siltuma projektēšanas plānā. Barošanas moduļa temperatūras ietekme. Īpašos lietojumos vispārējā pārveidotāja vadības moduļa temperatūra ir augstāka par dabisko apkārtējās vides temperatūru. Tāpēc starojuma kinētiskās enerģijas pārnese veicina siltuma izkliedi. Tomēr dažos apstākļos dažu siltuma avotu (elektronisko ierīču plates, lieljaudas rezistori utt.) temperatūra ap vadības moduli ir augstāka par barošanas moduļa temperatūru, un šo objektu izstarojošais siltums paaugstinās temperatūru. vadības moduļa.

Siltuma izkliedes projektēšanas plānā pārveidotāja vadības moduļa perifēro komponentu relatīvās pozīcijas ir jāsakārto zinātniski atbilstoši siltuma starojuma radītajai ietekmei. Kad karstās sastāvdaļas atrodas tuvu pārveidotāja vadības modulim, lai vājinātu starojuma avota sildošo efektu, siltumizolācijas plātnes plānās spuras jāievieto starp vadības moduli un karstajām sastāvdaļām.

2, pārraides siltuma izkliede

Daudzos lietojumos siltums, kas rodas uz jaudas moduļa pamatnes, ir jāpārnes uz ilgu siltuma izkliedes virsmu, izmantojot siltuma pārneses komponentus. Tādā veidā jaudas moduļa pamatnes temperatūra būs līdzvērtīga siltuma izkliedes virsmas temperatūras, siltuma pārneses komponentu temperatūras un abu virsmu temperatūras summai. Siltuma pārneses komponentu termiskā pretestība ir proporcionāla garumam L starp abiem un apgriezti proporcionāla šķērsgriezuma laukumam un siltuma pārneses ātrumam starp abiem. Piemērotu izejvielu un šķērsgriezuma laukumu izmantošana var arī efektīvi samazināt siltuma pārneses komponentu termisko pretestību. Ja uzstādīšanas vieta un izmaksas ir atļautas, jāizmanto radiators ar vismazāko termisko pretestību. Jāpatur prātā, ka, ja barošanas moduļa substrāta temperatūra nedaudz samazinās, vidējais laiks starp atteicēm (MTBF) ievērojami palielināsies.

Izejvielas siltuma izlietņu ražošanai ir galvenais elements, kas ietekmē efektivitāti, tāpēc, izvēloties, jums jāpievērš uzmanība daudziem aspektiem. Lielākajā daļā lietojumu jaudas moduļa radītais siltums tiks pārnests no pamatnes uz siltuma izlietni vai siltuma pārneses komponentiem. Tomēr uz virsmas būs temperatūras atšķirība starp jaudas moduļa pamatni un siltuma pārneses komponentiem. Šāda veida temperatūras atšķirības ir jākontrolē. Siltuma pretestība ir virknē savienota siltuma izkliedes kontroles cilpā. Pamatnes temperatūrai jāatbilst virsmas temperatūrai un siltuma pārneses komponentiem. Temperatūras summa. Ja tas netiek kontrolēts, virsmas temperatūras paaugstināšanās būs ļoti acīmredzama. Kopējam virsmas laukumam jābūt pēc iespējas lielākam, un virsmas gludumam jābūt 5 jūdžu (0,005 pēdu) robežās. Lai labāk noņemtu virsmas nelīdzenumus, virsmu var pildīt ar siltumvadītspējīgu līmi vai siltuma pārneses paliktni. ) Pēc atbilstošu pretpasākumu veikšanas virsmas termisko pretestību var samazināt līdz 0,1 ℃/W. Tikai samazinot siltuma izkliedes termisko pretestību (RTH) vai samazinot enerģijas patēriņu (Ploss), var samazināt temperatūru un palielināt TAmax. Komutācijas barošanas avota maksimālā jauda ir saistīta ar lietojumprogrammas ainas temperatūru. Galvenie parametri, kas ietekmē izejas jaudas zudumu Ploss, termiskā pretestība RTH un augstākā komutācijas barošanas avota Korpusa temperatūra TC. Komutācijas barošanas avotam ar augstu efektivitāti un vislabāko siltuma izkliedi būs zemāka temperatūra. Kad tiek izvadīta nominālā izejas jauda, ​​to izmantojamā temperatūra būs minimāla. Komutācijas barošanas avota ar zemāku efektivitāti vai vāju siltuma izkliedi temperatūra būs augstāka. Tiem jābūt ar gaisu dzesētiem vai samazinātiem lietojumiem.

3, konvekcijas siltuma izkliede

Konvekcijas siltuma izkliede ir visbiežāk izmantotā siltuma izkliedes metode Aipu jaudas pārveidotājiem. Konvekciju parasti iedala dabiskajā konvekcijā un piespiedu konvekcijā. Siltuma pārnesi no karstā bloka virsmas uz apkārtējo statisko gāzi zemākā temperatūrā sauc par dabisko konvekciju; siltuma pārnesi no karstā bloka virsmas uz šķidro gāzi sauc par piespiedu konvekciju.

Dabiskās konvekcijas priekšrocības ir tādas, ka to ir ļoti viegli ieviest, nav nepieciešami elektriskie ventilatori, zemas izmaksas un augsta siltuma izkliedes uzticamība. Tomēr atšķirībā no piespiedu konvekcijas, lai sasniegtu tādu pašu substrāta temperatūru, ir nepieciešama liela siltuma izlietne.

Dabiskās konvekcijas radiatora dizainā jāpievērš uzmanība arī šādiem aspektiem:

Parasti siltuma izlietnēm ir norādīti tikai galvenie vertikālo siltuma izlietņu parametri. Horizontālās siltuma izlietnes faktiskais siltuma izkliedes efekts ir vājš. Ja nepieciešama horizontāla uzstādīšana, attiecīgi jāpalielina radiatora laukums, kā arī var izmantot piespiedu konvekcijas siltuma izkliedi.