Trys veiksmingi energijos modulių šilumos išsklaidymo būdai

Yra trys pagrindiniai galios modulio energijos perdavimo iš aukštos temperatūros zonos į žemos temperatūros zoną būdai: spinduliuotė, perdavimas ir konvekcija.

Spinduliuotė: elektromagnetinis indukcinis šilumos perdavimas tarp dviejų skirtingos temperatūros blokų.

Perdavimas: šilumos perdavimas per kietą terpę.

Konvekcija: šilumos perdavimas per skystą terpę (dujas).

Įvairiose konkrečiose srityse visi trys šilumos perdavimo būdai dažnai turi skirtingą poveikio lygį. Daugumoje programų konvekcija yra svarbiausias šilumos perdavimo būdas. Pridėjus kitus du šilumos išsklaidymo būdus, tikrasis efektas bus geresnis. Tačiau kai kuriais atvejais šie du metodai taip pat gali turėti neigiamą poveikį. Todėl, projektuojant kokybišką šilumos išsklaidymo sistemą, kruopščiai apgalvojami visi trys šilumos perdavimo būdai.

maitinimo modulis

1, spinduliuotės šaltinis, šilumos išsklaidymas

Kai dvi sąsajos su skirtinga temperatūra susiduria viena su kita, tai sukels nuolatinį šilumos perdavimą.

Galutinę spinduliuotės įtaką tam tikrų blokų temperatūrai lemia daugybė veiksnių: įvairių komponentų temperatūrų skirtumas, susijusių komponentų orientacija, komponentų paviršiaus lygumas ir jų tarpusavio atstumas ir kt. kiekybiškai išanalizuoti šį elementą, plius supančios aplinkos' pačios spinduliuotės kinetinės energijos mainų įtaką, labai sudėtinga išmatuoti spinduliuotės žalą temperatūrai ir sunku tiksliai apskaičiuoti.

Taikant konkrečią perjungimo galios keitiklio valdymo modulį, mažai tikėtina, kad keitiklio aušinimo metodu būtų galima pasikliauti tik spinduliuojančia šilumos išsklaidymu. Daugeliu atvejų spinduliavimo šaltinis išsklaido tik 10% ar mažiau visos generuojamos šilumos. Todėl spinduliavimo šiluma paprastai naudojama tik kaip pagalbinis metodas, be pagrindinio šilumos išsklaidymo metodo, ir šiluminio projektavimo plane į jį paprastai neatsižvelgiama. Maitinimo modulio temperatūros įtaka. Tam tikrose srityse bendrojo keitiklio valdymo modulio temperatūra yra aukštesnė už natūralią aplinkos temperatūrą. Todėl spinduliavimo kinetinės energijos perdavimas yra palankus šilumos išsklaidymui. Tačiau tam tikromis sąlygomis kai kurių šilumos šaltinių (elektroninių prietaisų plokščių, didelės galios rezistorių ir kt.) aplink valdymo modulį temperatūra yra aukštesnė už galios modulio temperatūrą, o šių objektų spinduliuojanti šiluma padidins temperatūrą. valdymo modulio.

Šilumos išsklaidymo projektiniame plane santykinės keitiklio valdymo modulio periferinių komponentų padėtys turi būti išdėstytos moksliškai, atsižvelgiant į šilumos spinduliuotės sukeltą įtaką. Kai karšti komponentai yra arti keitiklio valdymo modulio, siekiant susilpninti spinduliuotės šaltinio šildymo poveikį, tarp valdymo modulio ir karštų komponentų reikia įkišti plonus šilumos izoliacinės plokštės pelekus.

2, perdavimo šilumos išsklaidymas

Daugeliu atvejų ant galios modulio pagrindo susidariusi šiluma turi būti perkelta į ilgą šilumos išsklaidymo paviršių per šilumos perdavimo komponentus. Tokiu būdu galios modulio pagrindo temperatūra bus lygi šilumos išsklaidymo paviršiaus, šilumos perdavimo komponentų temperatūros ir abiejų paviršių temperatūrų sumai. Šilumos perdavimo komponentų šiluminė varža yra proporcinga ilgiui L tarp jų ir atvirkščiai proporcinga skerspjūvio plotui ir šilumos perdavimo greičiui tarp jų. Tinkamų žaliavų ir skerspjūvio plotų naudojimas taip pat gali veiksmingai sumažinti šilumos perdavimo komponentų šiluminę varžą. Kai leidžiama montavimo vieta ir kaina, reikia naudoti mažiausią šiluminę varžą turintį radiatorių. Reikėtų nepamiršti, kad jei maitinimo modulio substrato temperatūra šiek tiek sumažės, vidutinis laikas tarp gedimų (MTBF) žymiai padidės.

Šilumos kriauklių gamybos žaliavos yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos efektyvumui, todėl renkantis reikia atkreipti dėmesį į daugelį aspektų. Daugumoje programų galios modulio sukurta šiluma bus perduota iš pagrindo į šilumos šalintuvą arba šilumos perdavimo komponentus. Tačiau galios modulio pagrindo ir šilumos perdavimo komponentų paviršiuje bus temperatūros skirtumas. Šio tipo temperatūros skirtumai turi būti kontroliuojami. Šiluminė varža nuosekliai jungiama šilumos išsklaidymo valdymo kilpoje. Pagrindo temperatūra turi atitikti paviršiaus temperatūrą ir šilumos perdavimo komponentus. Temperatūros suma. Jei jis nebus kontroliuojamas, paviršiaus temperatūros kilimas bus labai akivaizdus. Bendras paviršiaus plotas turi būti kuo didesnis, o paviršiaus lygumas turi būti ne didesnis kaip 5 mylios (0,005 pėdos). Norint geriau pašalinti paviršiaus nelygumus, paviršių galite užpilti šilumai laidžiais klijais arba šilumos perdavimo trinkelėmis. ) Imantis atitinkamų atsakomųjų priemonių paviršiaus šiluminė varža gali būti sumažinta iki mažesnės nei 0,1 ℃/W. Tik sumažinus šilumos išsklaidymo šiluminę varžą (RTH) arba sumažinus energijos suvartojimą (Ploss) galima sumažinti temperatūrą ir padidinti TAmax. Didžiausia perjungiamojo maitinimo šaltinio galia yra susijusi su programos scenos temperatūra. Pagrindiniai parametrai, įtakojantys išėjimo galios nuostolius Plosas, šiluminė varža RTH ir aukščiausia perjungimo maitinimo šaltinio korpuso temperatūra TC. Didelio efektyvumo ir geriausio šilumos išsklaidymo perjungiamojo maitinimo šaltinio temperatūra bus žemesnė. Kai išvedama nominali išėjimo galia, jų naudojama temperatūra bus ribinė. Mažesnio efektyvumo arba silpno šilumos išsklaidymo perjungiamojo maitinimo šaltinio temperatūra bus aukštesnė. Jie turi būti aušinami oru arba sumažinami.

3, konvekcinis šilumos išsklaidymas

Konvekcinis šilumos išsklaidymas yra dažniausiai naudojamas Aipu galios keitiklių šilumos išsklaidymo būdas. Konvekcija paprastai skirstoma į natūralią ir priverstinę konvekciją. Šilumos perdavimas nuo karšto bloko paviršiaus į aplinkines statines dujas žemesnėje temperatūroje vadinamas natūralia konvekcija; šilumos perdavimas nuo karšto bloko paviršiaus į skystąsias dujas vadinamas priverstine konvekcija.

Natūralios konvekcijos privalumai yra tai, kad ji yra labai paprasta įdiegti, nereikalauja elektrinių ventiliatorių, yra maža kaina ir turi didelį šilumos išsklaidymo patikimumą. Tačiau, priešingai nei priverstinė konvekcija, norint pasiekti tą pačią pagrindo temperatūrą, reikalingas didelis šilumos šalintuvas.

Natūralios konvekcijos radiatorius taip pat turėtų atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:

Paprastai radiatoriams pateikiami tik pagrindiniai vertikalių radiatorių parametrai. Tikrasis horizontalaus šilumnešio šilumos išsklaidymo efektas yra silpnas. Jei reikalingas horizontalus montavimas, reikia atitinkamai padidinti radiatoriaus plotą, taip pat galima naudoti priverstinę konvekcinę šilumos išsklaidymą.