Opis načina odvođenja topline energetskog modula
Postoje tri metode odvođenja topline za energetske module: konvekcija, vođenje i zračenje. U praktičnim primjenama, većina njih koristi konvekciju kao glavnu metodu odvođenja topline. Ako je dizajn prikladan, zajedno s dvije metode odvođenja topline, provođenjem i zračenjem, učinak će biti maksimalan. Međutim, ako je dizajn neispravan, to će uzrokovati štetne učinke. Stoga je pri projektiranju energetskog modula projektiranje sustava odvođenja topline postala važna karika.
1. Konvekcijski način hlađenja
Konvekcijska disipacija topline odnosi se na prijenos topline kroz tekući medij zraka kako bi se postigao učinak odvođenja topline. To je naša uobičajena metoda odvođenja topline. Metode konvekcije općenito se dijele na dvije vrste, prisilnu i prirodnu konvekciju. Prisilna konvekcija se odnosi na prijenos topline s površine grijaćeg objekta na strujni zrak, a prirodna konvekcija se odnosi na prijenos topline s površine grijaćeg objekta na okolni zrak na nižoj temperaturi. Prednosti korištenja prirodne konvekcije su jednostavna izvedba, niska cijena, nema potrebe za vanjskim ventilatorom za hlađenje i visoka pouzdanost. Kako bi prisilna konvekcija postigla temperaturu podloge za normalnu upotrebu, potreban joj je veći hladnjak i zauzima prostor.
Obratite pozornost na dizajn radijatora s prirodnom konvekcijom. Ako horizontalni radijator ima slab učinak odvođenja topline, potrebno je povećati površinu radijatora ili prisiliti konvekciju kako bi se toplina raspršila kada je postavljena vodoravno.
2. Kondukcijska metoda odvođenja topline
Kada je energetski modul u upotrebi, toplina na podlozi mora se odvesti do udaljene površine odvođenja topline kroz element koji provodi toplinu, tako da temperatura podloge bude jednaka zbroju temperature odvajanja topline površine, porast temperature elementa koji provodi toplinu i porast temperature dviju dodirnih površina. Na taj se način toplinska energija može ispariti u učinkovitom prostoru kako bi se osiguralo da komponente mogu normalno raditi. Toplinski otpor toplinskog elementa izravno je proporcionalan duljini, a obrnuto proporcionalan njegovoj površini poprečnog presjeka i toplinskoj vodljivosti. Ako se ne uzimaju u obzir prostor za ugradnju i trošak, treba koristiti radijator s najmanjim toplinskim otporom. Budući da temperatura podloge napajanja malo pada, značajno će se poboljšati srednje vrijeme između kvarova, poboljšati stabilnost napajanja i produžiti vijek trajanja.
Temperatura je važan čimbenik koji utječe na performanse napajanja, pa se pri odabiru radijatora trebate usredotočiti na materijale njegove izrade. U praktičnim primjenama, toplina koju generira modul se odvodi od podloge do hladnjaka ili elementa koji provodi toplinu. Međutim, postojat će temperaturna razlika na kontaktnoj površini između podloge za napajanje i elementa koji provodi toplinu, a ta temperaturna razlika mora se kontrolirati. Temperatura podloge treba biti zbroj porasta temperature kontaktne površine i temperature elementa koji provodi toplinu. Ako se ne kontrolira, porast temperature kontaktne površine bit će posebno značajan. Stoga površina kontaktne površine treba biti što veća, a glatkoća kontaktne površine treba biti unutar 5 mils, odnosno unutar 0,005 inča.
Kako bi se uklonile neravnine površine, kontaktnu površinu treba ispuniti toplinski vodljivim ljepilom ili termo podlogom. Nakon poduzimanja odgovarajućih mjera, toplinski otpor kontaktne površine može se smanjiti na ispod 0,1°C/W. Samo smanjenjem odvođenja topline i toplinskog otpora ili potrošnje energije može se smanjiti porast temperature. Maksimalna izlazna snaga izvora napajanja povezana je s temperaturom okoline aplikacije. Parametri koji utječu općenito uključuju: gubitak snage, toplinski otpor i maksimalnu temperaturu kućišta napajanja. Napajanja s visokom učinkovitošću i boljim odvođenjem topline imat će niži porast temperature, a njihova korisna temperatura imat će marginu pri nazivnoj izlaznoj snazi. Napajanja s nižom učinkovitošću ili slabim odvođenjem topline imat će veći porast temperature jer zahtijevaju zračno hlađenje ili ih je potrebno smanjiti za korištenje.
3. Metoda odvođenja topline zračenjem
Radijacijsko rasipanje topline je uzastopni radijacijski prijenos topline koji se događa kada su dva sučelja s različitim temperaturama okrenuta jedno prema drugom. Utjecaj zračenja na temperaturu pojedinog objekta ovisi o mnogim čimbenicima, kao što su temperaturna razlika različitih komponenti, vanjska strana komponenti, položaj komponenti i udaljenost između njih. U praktičnim primjenama, ove je čimbenike teško kvantificirati, a zajedno s utjecajem vlastite razmjene energije zračenja okolnog okoliša', teško je točno izračunati neuredne učinke zračenja na temperaturu.
U praktičnim primjenama, nemoguće je za napajanje koristiti samo disipaciju topline zračenja, jer ova metoda općenito može raspršiti samo 10% ili manje ukupne topline. Obično se koristi kao pomoćno sredstvo glavne metode odvođenja topline i općenito se ne razmatra u toplinskom dizajnu. Njegov utjecaj na temperaturu. U radnom stanju napajanja, njegova temperatura je općenito viša od temperature vanjskog okoliša, a prijenos zračenja pomaže ukupnom odvođenju topline. Međutim, u posebnim okolnostima, izvori topline u blizini izvora napajanja, kao što su otpornici velike snage, ploče uređaja, itd., zračenje ovih objekata će uzrokovati porast temperature modula napajanja.
