Opis načina disipacije topline modula napajanja
Postoje tri metode disipacije toplote za module napajanja: konvekcija, provodnost, i zračenje. U praktičnim primjenama, većina njih koristi konvekciju kao glavnu metodu disipacije topline. Ako je dizajn prikladan, zajedno sa dvije metode disipacije topline provodnje i zračenja, efekt će biti maksimiziran. Međutim, ako je dizajn neprikladan, to će izazvati nuspojave. Stoga je pri dizajniranju modula za napajanje projektiranje sistema za disipaciju topline postalo važna karika.
1. Metoda hlađenja konvekcije
Disipacija toplote konvekcije se odnosi na prenos toplote kroz fluidni srednji vazduh kako bi se postigao efekat disipacije toplote. To je naša uobičajena metoda disipacije toplote. Metode konvekcije su uglavnom podijeljene u dvije vrste, prisilnu konvekciju i prirodnu konvekciju. Prisilna konvekcija odnosi se na prijenos topline s površine grijaćeg objekta na tekući zrak, a prirodna konvekcija se odnosi na prijenos topline s površine objekta grijanja na okolni zrak na nižoj temperaturi. Prednosti korištenja prirodne konvekcije su jednostavna implementacija, niska cijena, nema potrebe za vanjskim ventilatorom za hlađenje, te visoka pouzdanost. Da bi prisilna konvekcija dosegla temperaturu supstrata za normalnu upotrebu, zahtijeva veći sudoper topline i zauzima prostor.
Obratite pažnju na dizajn prirodnog konvekcionog radijatora. Ako horizontalni radijator ima loš efekat disipacije toplote, područje radijatora treba na odgovarajući način povećati ili prisiliti konvekciju da se rasipa toplota kada se ugradi horizontalno.
2. Metoda disipacije toplote provoda
Kada je modul napajanja u upotrebi, toplota na supstratu se mora provesti do površine za disipaciju toplote kroz element za provođenje toplote, tako da će temperatura supstrata biti jednaka sumi temperature toplotno-disipirajuće površine, temperaturnog porasta elementa koji provodi toplotu i porast temperature dvije kontaktne površine.
Na taj način toplotna energija se može hlaplivati u efektivnom prostoru kako bi se osiguralo da komponente mogu normalno raditi. Toplinska otpornost termalnog elementa je direktno proporcionalna dužini, a obrnuto proporcionalna njegovom presjeknom području i toplinskoj provodljivosti. Ako se ne uzme u obzir instalacijski prostor i trošak, treba koristiti radijator sa najmanjim toplinskim otporom. Zbog toga što temperatura supstrata napajanja malo opada, znači da će se značajno poboljšati mean time between failures, stabilnost napajanja će biti poboljšana, a životni vakuum će biti duži.
Temperatura je važan faktor koji utiče na performanse napajanja, pa se pri odabiru radijatora treba fokusirati na njegove proizvodne materijale. U praktičnim primjenama, toplina koju stvara modul se provodi od supstrata do sudopera topline ili elementa za provođenje topline. Međutim, postojat će temperaturna razlika na kontaktnoj površini između supstrata snage i elementa za provođenje topline, te se ta temperaturna razlika mora kontrolirati.
Temperatura supstrata bi trebala biti zima porasta temperature kontaktne površine i temperature elementa za provođenje topline. Ako se ne kontrolira, porast temperature kontaktne površine će biti posebno značajan. Stoga bi površina kontaktne površine trebala biti što veća, a glatkoća kontaktne površine bi trebala biti unutar 5 mil, to jest u krugu od 0,005 inča.
Kako bi se eliminisala neurednost površine, kontaktnu površinu treba napuniti termalnim provodnim ljepilom ili termalnom jastučićem. Nakon poduzimanja odgovarajućih mjera, toplinska otpornost kontaktne površine može se smanjiti na ispod 0,1°C/W. Samo smanjenjem disipacije toplote i toplinske otpornosti ili potrošnje energije može se smanjiti porast temperature. Maksimalna izlazna snaga napajanja vezana je za temperaturu okoline aplikacije. Parametri koji utiče uglavnom uključuju: gubitak snage, toplinsku otpornost i maksimalnu temperaturu slučaja napajanja. Snabdevanje energijom sa visokom efikasnosti i boljom disipcijom toplote imat će manji porast temperature, a njihova kobna temperatura imat će maržu na ocijenjenoj izlaznoj snazi. Snabdevanje energijom s nižom efikasnosti ili slabom disipcijom topline imat će veći porast temperature jer zahtijevaju hlađenje zraka ili ih je potrebno derirati za upotrebu.
3. Metoda disipacije toplote zračenja
Disipacija toplote zračenja je uzastopni radijativni prenos toplote koji nastaje kada se dva interfejsa sa različitim temperaturama suočavaju jedno sa drugim. Uticaj zračenja na temperaturu jednog objekta zavisi od mnogih faktora, kao što su temperaturna razlika raznih komponenti, spoljašnje strane komponenti, položaj komponenti i udaljenost između njih. U praktičnim primjenama, ove faktore je teško kvantificirati, a zajedno s utjecajem vlastite blistave razmjene energije okoline, teško je precizno izračunati neuredno djelovanje zračenja na temperaturu.
U praktičnim primjenama nemoguće je da napajanje koristi samo disipaciju radijacije, jer ova metoda uglavnom može samo rasipati 10% ili manje od ukupnog toplote. Obično se koristi kao pomoćno sredstvo glavne metode disipacije topline i općenito se ne razmatra u termalnom dizajnu. Njegov učinak na temperaturu. U stanju rada napajanja, njegova temperatura je općenito višu od temperature vanjskog okruženja, a prijenos zračenja pomaže cjelokupnom disipacija topline. Međutim, pod posebnim okolnostima, izvori toplote u blizini napajanja, kao što su otpornici velike snage, table uređaja itd., zračenje ovih objekata će uzrokovati porast temperature modula napajanja.
