Tri učinkovite metode za odvođenje topline energetskih modula

Postoje tri osnovne metode za prijenos energije modula snage iz područja visoke temperature u područje niske temperature: zračenje, prijenos i konvekcija.

Zračenje: elektromagnetski indukcijski prijenos topline između dva bloka različitih temperatura.

Prijenos: Prijenos topline kroz čvrsti medij.

Konvekcija: prijenos topline kroz tekući medij (plin)

U raznim specifičnim primjenama, sve tri metode prijenosa topline često imaju različite razine učinka. U većini primjena, konvekcija je najkritičnija metoda prijenosa topline. Ako se dodaju druge dvije metode odvođenja topline, stvarni učinak će biti bolji. Međutim, u nekim situacijama ove dvije metode mogu imati i kontraproduktivne učinke. Stoga, prilikom projektiranja visokokvalitetnog sustava odvođenja topline, treba pažljivo razmotriti sve tri metode prijenosa topline.

Modul za napajanje

1. Odvođenje topline izvora zračenja

Kada se dva sučelja s različitim temperaturama sučeljavaju jedno s drugim, to će uzrokovati kontinuirani prijenos topline zračenja.

Konačni utjecaj zračenja na temperaturu pojedinih objekata određen je brojnim čimbenicima: temperaturnom razlikom različitih komponenti, orijentacijom srodnih komponenti, glatkoćom površine komponenti i razmakom između njih. Budući da ne postoji način da se kvantitativno analizira ovaj element, plus utjecaj vlastite razmjene kinetičke energije okolnog okoliša', vrlo je komplicirano izmjeriti štetu zračenja na temperaturu i teško ga je točno izračunati.

U specifičnoj primjeni upravljačkog modula pretvarača prekidačkog napajanja, malo je vjerojatno da će se oslanjati samo na rasipanje topline zračenja kao metodu hlađenja pretvarača. U većini slučajeva, izvor zračenja rasipa samo 10% ili manje ukupne proizvodnje topline. Stoga se toplina zračenja općenito koristi samo kao pomoćna metoda uz ključnu metodu odvođenja topline i općenito se ne uzima u obzir u planu toplinskog projekta.

Utjecaj temperature modula napajanja. U specifičnim primjenama, temperatura općeg upravljačkog modula pretvarača je viša od prirodne temperature okoline.

Stoga je prijenos kinetičke energije zračenja pogodan za odvođenje topline. Međutim, pod nekim uvjetima, temperatura nekih izvora topline (ploče elektroničkih uređaja, otpornici velike snage, itd.) oko upravljačkog modula je viša od temperature energetskog modula, a toplina zračenja ovih objekata će povećati temperaturu upravljačkog modula.

U planu projektiranja odvođenja topline, relativni položaji perifernih komponenti upravljačkog modula pretvarača trebaju biti znanstveno raspoređeni prema utjecaju koji će toplinsko zračenje uzrokovati. Kada su vruće komponente blizu upravljačkog modula pretvarača, kako bi se oslabio učinak grijanja izvora zračenja, između upravljačkog modula i vrućih komponenti treba umetnuti tanka rebra toplinske izolacijske ploče.

2. Prijenos topline

U mnogim primjenama, toplina stvorena na podlozi modula napajanja mora se prenijeti na dugu površinu odvođenja topline kroz komponente za prijenos topline. Na taj način će temperatura podloge energetskog modula biti ekvivalentna zbroju temperature površine za odvođenje topline, temperature komponenti za prijenos topline i temperature obiju površina. Toplinski otpor komponenti za prijenos topline proporcionalan je duljini L između njih, i obrnuto proporcionalan površini presjeka i brzini prijenosa topline između njih. Korištenje odgovarajućih sirovina i površina poprečnog presjeka također može učinkovito smanjiti toplinski otpor komponenti za prijenos topline. Kada su prostor za ugradnju i troškovi dopušteni, treba koristiti radijator s najmanjim toplinskim otporom. Treba imati na umu da ako se temperatura podloge energetskog modula neznatno smanji, srednje vrijeme između kvarova (MTBF) će se značajno povećati.

Sirovine za proizvodnju hladnjaka ključni su element koji utječe na učinkovitost, stoga pri odabiru morate obratiti pozornost na mnoge aspekte. U većini primjena, toplina koju stvara energetski modul prenosit će se s podloge na hladnjak ili komponente za prijenos topline. Međutim, postojat će temperaturna razlika na površini između podloge modula napajanja i komponenti za prijenos topline. Ova vrsta temperaturne razlike mora se kontrolirati. Toplinski otpor je spojen serijski u kontrolnu petlju odvođenja topline. Temperatura podloge treba biti temperatura površine i komponenti prijenosa topline. Zbroj temperature. Ako se ne kontrolira, porast temperature površine bit će vrlo očit. Ukupna površina treba biti što veća, a glatkoća površine treba biti unutar 5 milja (0,005 stopa). Kako biste što bolje uklonili neravnine površine, površinu možete ispuniti toplinsko vodljivim ljepilom ili jastučićem za prijenos topline. ) Nakon poduzimanja odgovarajućih protumjera, površinski toplinski otpor može se smanjiti na ispod 0,1 ℃/W. Samo smanjenjem toplinskog otpora odvođenja topline (RTH) ili smanjenjem potrošnje energije (Ploss) može se smanjiti temperatura i povećati TAmax. Maksimalna snaga sklopnog napajanja povezana je s temperaturom scene aplikacije. Glavni parametri koji utječu na gubitak izlazne snage Ploss, toplinski otpor RTH i najviši sklopni izvor napajanja Temperatura slučaja TC. Preklopno napajanje visoke učinkovitosti i najboljeg odvođenja topline imat će nižu temperaturu. Pri nazivnoj izlaznoj snazi, njihova dostupna temperaturna granica. Temperatura sklopnog napajanja s nižom učinkovitošću ili slabim odvođenjem topline bit će viša. Moraju biti hlađeni zrakom ili smanjeni za primjenu.

3. Konvekcijska disipacija topline

Konvekcijsko odvođenje topline najčešće je korištena metoda odvođenja topline za Epsonove pretvarače snage. Konvekcija se općenito dijeli na dvije vrste: prirodna konvekcija i prisilna konvekcija. Prijenos topline s površine vrućeg bloka na okolni statički plin s nižom temperaturom naziva se prirodna konvekcija; prijenos topline s površine vrućeg bloka na tekući plin naziva se prisilna konvekcija.

Prednosti prirodne konvekcije su da je vrlo jednostavna za implementaciju, ne zahtijeva električne ventilatore, niska je cijena i ima visoku pouzdanost u odvođenju topline. Međutim, za razliku od prisilne konvekcije, da bi se postigla ista temperatura podloge, potreban je veliki hladnjak.

Dizajn radijatora s prirodnom konvekcijom također treba obratiti pozornost na sljedeće:

Općenito, za hladnjak su dati samo glavni parametri vertikalnog hladnjaka. Stvarni učinak rasipanje topline horizontalnog hladnjaka je slab. Ako je potrebna horizontalna ugradnja, potrebno je na odgovarajući način povećati površinu radijatora, a može se koristiti i prisilna konvekcijska rasipanje topline.