Trys efektyvūs elektros modulių šilumos išsklaidymo būdai
Yra trys pagrindiniai energijos modulio energijos perdavimo iš aukštos temperatūros zonos į žemos temperatūros zoną būdai: spinduliuotė, perdavimas ir konvekcija.
Spinduliuotės:
Elektromagnetinis šilumos perdavimas tarp dviejų skirtingų temperatūrų blokų.
Perdavimas:
Šilumos gamybos perdavimas per kietą terpę.
Konvekcija:
Šilumos perdavimas per skysčio terpę (dujas).
Įvairiose konkrečiose srityse visi trys šilumos perdavimo metodai dažnai turi skirtingą poveikį. Daugumoje programų konvekcija yra svarbiausias šilumos perdavimo metodas. Jei pridedami kiti du šilumos išsklaidymo metodai, faktinis poveikis bus geresnis. Tačiau kai kuriais atvejais šie du metodai taip pat gali turėti priešingų rezultatų. Todėl, projektuojant aukštos kokybės šilumos išsklaidymo sistemą, kruopščiai atsižvelgiama į visus tris šilumos perdavimo metodus.
maitinimo modulis
1, spinduliuotės šaltinis, šilumos išsklaidymas
Kai dvi sąsajos su skirtingomis temperatūromis susiduria viena su kita, tai sukels nuolatinį šilumos spinduliuotės perdavimą.
Galutinę spinduliuotės įtaką tam tikrų blokų temperatūrai lemia daugelis veiksnių: įvairių komponentų temperatūros skirtumas, susijusių komponentų orientacija, komponentų paviršiaus lygumas ir jų tarpusavio tarpai ir kt.
Kadangi nėra galimybės kiekybiškai analizuoti šio elemento, taip pat aplinkinės aplinkos spindulinio kinetinio energijos maino įtaką, labai sudėtinga išmatuoti spinduliuotės žalą temperatūrai, ir sunku tiksliai apskaičiuoti.
Konkrečiai taikant perjungimo galios keitiklio valdymo modulį, mažai tikėtina, kad jis pasikliaus tik spinduliuojančiu šilumos išsklaidymu kaip keitiklio aušinimo metodu.
Daugeliu atvejų spinduliuojantis šaltinis išsisklaido tik 10% ar mažiau visos šilumos gamybos. Todėl spinduliuojanti šiluma paprastai naudojama tik kaip pagalbinis metodas, be pagrindinio šilumos išsklaidymo metodo, ir ji paprastai neatsižvelgta į šiluminio projektavimo planą. Maitinimo modulio temperatūros įtaka. Tam tikrose srityse bendrojo keitiklio valdymo modulio temperatūra yra aukštesnė už natūralią aplinkos temperatūrą. Todėl spinduliuojantis kinetinės energijos perdavimas yra palankus šilumos išsklaidymams. Tačiau tam tikromis sąlygomis kai kurių šilumos šaltinių (elektroninių prietaisų plokščių, didelės galios rezistorių ir kt.) temperatūra aplink valdymo modulį yra didesnė už galios modulio temperatūrą, o šių objektų spinduliuojanti šiluma padidins valdymo modulio temperatūrą.
Šilumos išsklaidymo projektavimo plane konverterio valdymo modulio periferinių komponentų santykinės pozicijos turėtų būti išdėstytos moksliškai pagal šilumos spinduliuotės įtaką. Kai karšti komponentai yra arti keitiklio valdymo modulio, siekiant susilpninti spinduliuotės šaltinio šildymo poveikį, tarp valdymo modulio ir karštų komponentų reikia įterpti plonus šilumos izoliacijos plokštės pelekus.
2, perdavimo šilumos išsklaidymas
Daugeliu atvejų elektros modulio substrate pagaminta šiluma turi būti perkelta į ilgą šilumos išsklaidymo paviršių per šilumos perdavimo komponentus. Tokiu būdu galios modulio pagrindo temperatūra bus lygi šilumos išsklaidymo paviršiaus temperatūrai, šilumos perdavimo komponentų temperatūrai ir abiejų paviršių temperatūrai.
Šilumos perdavimo komponentų šiluminė varža yra proporcinga L ilgiui tarp dviejų ir atvirkščiai proporcinga skerspjūvio plotui ir šilumos perdavimo greičiui tarp dviejų. Tinkamų žaliavų ir skerspjūvio plotų naudojimas taip pat gali veiksmingai sumažinti šilumos perdavimo komponentų šiluminę varžą. Kai leidžiama įrengti erdvę ir išlaidas, reikia naudoti mažiausiai šiluminės varžos 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 elementas, turintis įtakos efektyvumui, todėl renkantis turite atkreipti dėmesį į daugelį aspektų. Daugeliu programų elektros modulio generuojama šiluma bus perkelta iš substrato į šilumos kriauklę arba šilumos perdavimo komponentus. Tačiau paviršiuje bus temperatūros skirtumas tarp maitinimo modulio pagrindo ir šilumos perdavimo komponentų. Šis temperatūros skirtumas turi būti kontroliuojamas.
Šiluminė varža yra sujungta serijomis šilumos išsklaidymo valdymo kilpoje. Substrato temperatūra turi būti paviršiaus temperatūra ir šilumos perdavimo komponentai. Temperatūros suma. Jei jis nebus kontroliuojamas, paviršiaus temperatūros kilimas bus labai akivaizdus. Bendras paviršiaus plotas turėtų būti kuo didesnis, o paviršiaus lygumas turi būti 5 mils (0,005 pėdų). Siekiant geriau pašalinti paviršiaus nelygumus, galite užpildyti paviršių termiškai laidžiais klijais arba šilumos perdavimo padėklu. ) Atlikus atitinkamas atsakomąsias priemones, paviršiaus šiluminė varža gali būti sumažinta iki žemesnės nei 0,1 °C/W. Tik sumažinus šilumos išsklaidymo šiluminę varžą (RTH) arba sumažinant energijos suvartojimą (Ploss), temperatūra gali būti sumažinta ir TAmax gali būti padidinta.
Maksimali perjungimo maitinimo šaltinio galia yra susijusi su taikymo vietos temperatūra. Pagrindiniai parametrai, turintys įtakos išėjimo galios praradimui Ploss, šiluminės varžos RTH ir didžiausiam perjungimo maitinimo šaltiniui Korpuso temperatūra TC. Didelio efektyvumo ir geriausio šilumos išsklaidymo maitinimo šaltinio perjungimas turės žemesnę temperatūrą. Kai nominali išėjimo galia yra išvestis, jų naudojimo temperatūra bus nedidelė. Perjungimo maitinimo šaltinio temperatūra su mažesniu efektyvumu arba silpnu šilumos išsklaidymu bus didesnė. Jie turi būti aušinami oru arba išsekintos.
3, konvekcinė šilumos išsklaidymas
Konvekcinė šilumos išsklaidymas yra dažniausiai naudojamas šilumos išsklaidymo metodas Aipu galios keitikliams. Konvekcija paprastai skirstoma į natūralią konvekciją ir priverstinę konvekciją. Šilumos perdavimas iš karšto bloko paviršiaus į aplinkines statines dujas žemesnėje temperatūroje vadinamas natūralia konvekcija; šilumos perdavimas iš karšto bloko paviršiaus į skysčio dujas vadinamas priverstine konvekcija. Natūralios konvekcijos privalumai yra tai, kad jį labai lengva įgyvendinti, nereikalauja elektrinių ventiliatorių, yra mažos kainos ir turi didelį šilumos išsklaidymo patikimumą. Tačiau, priešingai nei priverstinė konvekcija, norint pasiekti tą pačią substrato temperatūrą, reikia didelės šilumos kriauklės.
Natūralaus konvekcinio radiatoriaus konstrukcijoje taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į:
Paprastai šilumos kriauklėms pateikiami tik pagrindiniai vertikalių šilumos kriauklių parametrai. Faktinis horizontalios šilumos kriauklės šilumos išsklaidymo poveikis yra silpnas. Jei reikalingas horizontalus montavimas, radiatoriaus plotas turi būti tinkamai padidintas, taip pat galima naudoti priverstinį konvekcinio šilumos išsklaidymą.
