Три ефикасне методе за одвођење топлоте енергетских модула

Постоје три основне методе за пренос енергије модула снаге из области високе температуре у област ниске температуре: зрачење, пренос и конвекција.

Зрачење: електромагнетна индукција преноса топлоте генерисане између два блока различитих температура.

Пренос: Пренос производње топлоте кроз чврсти медијум.

Конвекција: Пренос топлоте кроз флуидни медијум (гас).

У различитим специфичним применама, све три методе преноса топлоте често имају различите нивое ефекта. У већини примена, конвекција је најкритичнији метод преноса топлоте. Ако се додају друге две методе одвођења топлоте, стварни ефекат ће бити бољи. Међутим, у неким ситуацијама, ове две методе могу имати и контрапродуктивне ефекте. Због тога се приликом пројектовања висококвалитетног система за дисипацију топлоте пажљиво разматрају сва три начина преноса топлоте.

модул за напајање

1, извор зрачења, расипање топлоте

Када се два интерфејса са различитим температурама сучељавају једно са другим, то ће изазвати континуирани пренос топлоте радијацијом.

Коначни утицај зрачења на температуру појединих блокова детерминисан је многим факторима: температурном разликом различитих компоненти, оријентацијом сродних компоненти, глаткоћом површине компоненти и њиховим међусобним размаком итд. Јер не постоји начин да се квантитативно анализира овај елемент, плус утицај размене сопствене радијационе кинетичке енергије у окружењу [ГГ] #39, веома је компликовано измерити штету радијације на температуру и тешко је прецизно израчунати.

У специфичној примени контролног модула комутационог претварача снаге, мало је вероватно да ће се ослањати само на дисипацију топлоте зрачења као метод хлађења претварача. У већини случајева, извор зрачења расипа само 10% или мање укупне производње топлоте. Због тога се топлота зрачењем углавном користи само као помоћна метода поред кључне методе дисипације топлоте и генерално се не разматра у плану топлотног пројектовања. Утицај температуре модула за напајање. У специфичним применама, температура општег контролног модула претварача је виша од природне температуре околине. Због тога је пренос кинетичке енергије зрачења погодан за дисипацију топлоте. Међутим, под неким условима, температура неких извора топлоте (плоче електронских уређаја, отпорници велике снаге, итд.) око контролног модула је виша од температуре модула за напајање, а топлота зрачења ових објеката ће повећати температуру контролног модула.

У плану пројектовања одвођења топлоте, релативне позиције периферних компоненти контролног модула претварача треба да буду распоређене научно према утицају који ће топлотно зрачење изазвати. Када су вруће компоненте близу управљачког модула претварача, да би се ослабио ефекат грејања извора зрачења, танка ребра топлотне изолационе плоче треба уметнути између контролног модула и врућих компоненти.

2, пренос топлоте

У многим применама, топлота која се ствара на подлози модула за напајање мора се пренети на дугу површину за дисипацију топлоте преко компоненти за пренос топлоте. На тај начин ће температура подлоге модула за напајање бити еквивалентна збиру температуре површине за дисипацију топлоте, температуре компоненти за пренос топлоте и температуре обе површине. Топлотни отпор компоненти за пренос топлоте је пропорционалан дужини Л између њих, и обрнуто пропорционалан површини попречног пресека и брзини преноса топлоте између њих. Употреба одговарајућих сировина и површина попречног пресека такође може ефикасно смањити топлотни отпор компоненти за пренос топлоте. Када су простор за уградњу и трошкови дозвољени, треба користити радијатор са најмањим топлотним отпором. Треба имати на уму да ако се температура подлоге модула за напајање незнатно смањи, средње време између кварова (МТБФ) ће се значајно повећати.

Сировине за производњу хладњака су кључни елемент који утиче на ефикасност, тако да при одабиру морате обратити пажњу на многе аспекте. У већини апликација, топлота коју генерише енергетски модул ће се пренети са подлоге на хладњак или компоненте за пренос топлоте. Међутим, постојаће температурна разлика на површини између подлоге модула напајања и компоненти за пренос топлоте. Ова врста температурне разлике мора се контролисати. Топлотни отпор је повезан серијски у контролној петљи за расипање топлоте. Температура подлоге треба да буде температура површине и компоненте за пренос топлоте. Збир температуре. Ако се не контролише, пораст температуре површине ће бити веома очигледан. Укупна површина треба да буде што је могуће већа, а глаткоћа површине треба да буде унутар 5 миља (0,005 стопа). Да бисте боље уклонили неравнине површине, можете попунити површину топлотно проводљивим лепком или јастучићем за пренос топлоте. ) Након предузимања одговарајућих противмера, површински топлотни отпор се може смањити на испод 0,1 ℃/В. Само смањењем топлотног отпора дисипације топлоте (РТХ) или смањењем потрошње енергије (Плосс) може се смањити температура и повећати ТАмак. Максимална снага прекидачког напајања је повезана са температуром сцене апликације. Главни параметри који утичу на губитак излазне снаге Плосс, топлотни отпор РТХ и највишу прекидачку струју Температура случаја ТЦ. Прекидачко напајање са високом ефикасношћу и најбољим одвођењем топлоте имаће нижу температуру. Када се произведе номинална излазна снага, њихова корисна температура ће бити маргинална. Температура прекидачког напајања са нижом ефикасношћу или слабим одвођењем топлоте биће виша. Морају бити хлађени ваздухом или апликације са смањеним капацитетом.

3, конвекцијска дисипација топлоте

Конвекцијска дисипација топлоте је најчешће коришћена метода одвођења топлоте за Аипу претвараче снаге. Конвекција се генерално дели на природну и присилну конвекцију. Пренос топлоте са површине врелог блока на околни статички гас на нижој температури назива се природна конвекција; пренос топлоте са површине врелог блока на флуидни гас назива се принудна конвекција.

Предности природне конвекције су у томе што је веома лака за имплементацију, не захтева електричне вентилаторе, ниска је цена и има високу поузданост у одвођењу топлоте. Међутим, за разлику од присилне конвекције, да би се постигла иста температура подлоге, потребан је велики хладњак.

Дизајн радијатора са природном конвекцијом такође треба обратити пажњу на следеће:

Генерално, за хладњаке су дати само главни параметри вертикалних хладњака. Стварни ефекат дисипације топлоте хоризонталног хладњака је слаб. Ако је потребна хоризонтална инсталација, површину радијатора треба повећати на одговарајући начин, а може се користити и принудна конвекцијска дисипација топлоте.