Tri efektivne metode za disipaciju toplote modula napajanja

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

Radijacija:

Elektromagnetski indukcioni prenos toplote generiran između dva bloka različitih temperatura.

Prenošenje:

Prenos toplotne generacije kroz čvrst medij.

Konvekcija:

Prenos toplote kroz medij fluida (gas).

U raznim specifičnim primjenama, sve tri metode prijenosa topline često imaju različite nivoe učinka. U većini aplikacija konvekcija je najhitičnija metoda prijenosa topline. Ako se dodaju druge dvije metode disipacije topline, stvarni efekat će biti bolji. Međutim, u nekim situacijama, ove dvije metode mogu imati i kontraproduktivne efekte. Stoga se pri projektovanju visokokvalitetnog sistema za disipaciju topline pažljivo razmatraju sve tri metode prijenosa topline.

modul napajanja

1, izvor radijacije, disipacija toplote

Kada se dva interfejsa sa različitim temperaturama suoče jedno sa drugim, to će izazvati kontinuirani prenos toplote zračenja.

Konačan uticaj zračenja na temperaturu određenih blokova određuju mnogi faktori: temperaturna razlika raznih komponenti, orijentacija povezanih komponenti, glatkost površine komponenti i njihov međusobni razmak itd.

Pošto ne postoji način da se kvantitativno analizira ovaj element, plus uticaj vlastite radijativne kinetičke razmene energije okoline, veoma je komplikovano izmjeriti štetu zračenja na temperaturu, a teško je tačno izračunati.

U specifičnoj primjeni kontrolnog modula pretvarača napajanja prekidača, malo je vjerojatno da će se pouzdati samo na disipaciju radijacije topline kao metodu hlađenja konvertera.

U većini slučajeva, izvor zrači samo 10% ili manje od ukupnog izvora toplote. Stoga se blistava toplina općenito koristi samo kao pomoćna metoda uz metodu disipacije ključa, a općenito se ne razmatra u planu toplinskog dizajna. Uticaj temperature modula napajanja. U specifičnim primjenama, temperatura generalnog kontrolnog modula pretvarača je višu od prirodne temperature okoline. Stoga, prijenos radijacije kinetičke energije pomaže disipciji topline. Međutim, pod nekim uslovima, temperatura nekih izvora toplote (table elektronskih uređaja, otpornici velike snage itd.) oko kontrolnog modula je višu od temperature modula napajanja, a blistava toplota ovih objekata će povećati temperaturu kontrolnog modula.

U planu dizajna disipacije toplote, relativni položaji perifernih komponenti kontrolnog modula konvertora treba da budu sređeni naučno prema uticaju koji će toplotno zračenje izazvati. Kada su vruće komponente blizu kontrolnog modula konvertora, kako bi se oslabio efekt grijanja izvora zračenja, tanka peraja toplotne izolacijske table treba umetnuti između kontrolnog modula i vrućih komponenti.

2, disipacija toplote prijenosa

U mnogim aplikacijama, toplota generirana na supstratu modula napajanja mora se prenijeti na dugu površinu za disipaciju topline kroz komponente za prijenos topline. Tako će temperatura supstrata modula napajanja biti ekvivalentna sumi temperature površine za disipaciju topline, temperaturi komponenti za prijenos topline i temperaturi obje površine.

Toplinska otpornost komponenti prijenosa topline je proporcionalna dužini L između ta dva, a obrnuto proporcionalna poprečnom području i brzini prijenosa topline između ta dva. Korištenje odgovarajućih sirovina i presjeknih područja također može efikasno smanjiti toplinsku otpornost komponenti prijenosa topline. Kada je prostor za instalaciju i trošak dozvoljen, treba koristiti radijator s najmanjim toplinskim otporom. Treba imati na umu da će se, ako se temperatura supstrata modula napajanja blago snizi, značajno povećati i mean time between failures (MTBF).

Sirovine za proizvodnju toplotnih sudopera su ključni element koji utiče na efikasnost, pa pri odabiru morate obratiti pažnju na mnoge aspekte. U većini aplikacija, toplota koju generiše modul napajanja će biti prenesena iz supstrata u sudoperu toplote ili komponente za prenos toplote. Međutim, na površini će postojati temperaturna razlika između supstrata modula napajanja i komponenti prijenosa topline. Ova vrsta temperaturne razlike se mora kontrolirati.

Toplinski otpor je povezan u serijama u kontrolnoj petlji za disipaciju topline. Temperatura supstrata bi trebala biti temperatura površine i komponente prijenosa topline. 1000000000000000000000000 Ako se ne kontroliše, porast temperature površine će biti veoma očigledan. Totalna površina bi trebala biti što veća, a glatkoća površine bi trebala biti unutar 5 milimetara (0,005 stopa). Kako bi se bolje uklonila neusklonost površine, površinu možete napuniti toplinskim provodnim ljepilom ili padom za prijenos topline. ) Nakon uzimanja odgovarajućih protumjere, površinski toplinski otpor se može smanjiti na ispod 0,1 °C/W. Samo smanjenjem toplotne disipacije toplotne otpornosti (RTH) ili smanjenjem potrošnje energije (Ploss) može se smanjiti temperatura i TAmax se može povećati.

Maksimalna snaga napajanja prekidača vezana je za temperaturu scene aplikacije. Glavni parametri koji utiču na izlazni gubitak snage Ploss, toplinski otpor RTH i najviše napajanje prekidača Temperatura slučaja TC. Napajanje za prebacivanje s visokom efikasnosti i najboljim disipacijama topline imat će nižu temperaturu. Kada je nominalna izlazna snaga izlazna, njihova kobna temperatura će biti marginalna. Temperatura prekidača napajanja sa nižom efikasnosti ili slabom disipcijom toplote će biti višu. Moraju biti zrakom hladirane ili derated aplikacije.

3, disipacija toplote konvekcije

Disipacija toplote konvekcije je najčešće korištena metoda disipacije topline za Aipu pretvarače energije. Konvekcija se općenito dijeli na prirodnu konvekciju i prisilnu konvekciju. Prijenos topline s površine vrućeg bloka na okolni statički plin pri nižoj temperaturi naziva se prirodna konvekcija; prijenos toplote sa povrsine vruceg bloka na tecni plin naziva se prisilna konvekcija .    　　Prednosti prirodne konvekcije su u tome što je vrlo lako implementirati, ne zahtijeva električne ventilatore, nizak je u troškovima, te ima visoku pouzdanost u disipciji topline. Međutim, za suprotno od prisilne konvekcije, kako bi se postigla ista temperatura supstrata, potreban je veliki sudoper topline.

Prirodni konvekcioni dizajn radijatora također treba obratiti pažnju na sljedeće:

Generalno, samo glavni parametri vertikalnih sudopera topline daju se za sudopere topline. Stvarni efekat disipacije toplote horizontalnog sudopera toplote je slab. Ako je potrebna horizontalna instalacija, područje radijatora treba da se poveća na odgovarajući način, a može se koristiti i disipacija prisilne konvekcije toplote.