Viis punkti kirjeldavad lülitustoite soojuslahendust

Me kõik teame, et lülitustoiteallika töötamisel tekib suur hulk soojust. Kui soojust ei suudeta õigeaegselt välja laadida ja hoida mõistlikul tasemel, mõjutab see lülitustoite normaalset tööd ja tõsistel juhtudel saab lülitustoiteallikat kahjustada. Lülitustoite töökindluse parandamiseks jagan teiega täna mitmeid spetsiifilisi lülitustoite jahutuslahendusi.

Lülitustoiteallikaid on laialdaselt kasutatud erinevat tüüpi praegustes elektroonikaseadmetes ja nende ühikuvõimsuse tihedus paraneb pidevalt. Suur võimsustihedus on defineeritud alates 25w/in3 1991. aastal, 36w/in3 1994. aastal, 52w/in3 1999. aastal ja 96w/in3 2001. aastal. Lülitustoiteallika töökindluse parandamiseks on soojusdisain oluline ja oluline osa lülitustoiteallika projekteerimisel.

Kui lülitustoiteallika temperatuuri tõus on liiga kõrge, põhjustab see temperatuuritundlike pooljuhtseadmete, elektrolüütkondensaatorite ja muude komponentide rikke. Kui temperatuur ületab teatud väärtuse, suureneb rikke määr eksponentsiaalselt. Statistika näitab, et elektroonikakomponentide töökindlus väheneb 10 protsenti iga 2 kraadise temperatuuritõusu korral; oodatav eluiga temperatuuritõusul 50 kraadi on vaid 1/6 sellest, kui temperatuur tõuseb 25 kraadi. Lisaks elektrilisele pingele on temperatuur kõige olulisem lülitustoiteallikate töökindlust mõjutav tegur. Kõrgsageduslikel lülitustoiteallikatel on suure võimsusega kütteelemendid ja temperatuur on üks olulisemaid nende töökindlust mõjutavaid tegureid.

Täielik lülitustoiteallika soojusprojekt sisaldab kahte aspekti: üks on see, kuidas juhtida soojusallika soojuse tootmist; teine ​​on see, kuidas soojusallika tekitatud soojust hajutada nii, et lülitustoiteallika temperatuuritõusu kontrollitakse lubatud piires, et tagada lülitustoiteallikate töökindlus.

1. Soojust genereeriva väärtuse reguleerimise konstruktsioon

Lülitustoiteallika peamised küttekomponendid on pooljuhtlülitustorud, toitedioodid, kõrgsagedustrafod, filtri induktiivpoolid jne. Erinevatel komponentidel on erinevad meetodid soojuse tootmise juhtimiseks. Toitetoru on üks kõrge sagedusega lülitustoiteallika suure soojuse tootmisega seadmetest. Selle soojuse tootmise vähendamine ei saa mitte ainult parandada toitetoru töökindlust, vaid ka parandada lülitustoiteallika töökindlust ja parandada rikete vahelist keskmist aega (MTBF). ). Lülititoru soojuse teke on põhjustatud kadudest ja lülititoru kadu koosneb kahest osast: lülitusprotsessi kadu ja sisselülitatud oleku kadu. Seetõttu saab kuumuse kontrollimiseks ja vähendamiseks võtta järgmisi meetmeid.

1. Vähendage sisselülitatud oleku kadu Sisselülitatud oleku kadu saab vähendada, valides väikese sisselülitatud olekutakistusega lüliti.

2. Lülituskadu põhjustab paisu laengu suurus ja lülitusaeg. Lülituskadude vähendamiseks saab valida kiirema lülituskiirusega ja lühema taastumisajaga seadme, mis vähendab lülituskadu.

3. Olulisem on kadude vähendamine paremate juhtimismeetodite ja puhverdustehnoloogia kavandamise kaudu. Näiteks pehme lülitustehnoloogia võib seda kadu oluliselt vähendada.

4. Vähendage toitedioodi soojuse teket. Üldiselt pole vahelduvvoolu alaldi ja summutusdioodi kadude vähendamiseks paremat juhtimistehnoloogiat. Kadu saab vähendada, valides kvaliteetse dioodi.

5. Trafo sekundaarse külje alaldamiseks saab kadude vähendamiseks valida tõhusama sünkroonse alaldi tehnoloogia.

6. Kõrgsageduslike magnetmaterjalide põhjustatud kahju puhul tuleks nahaefekti võimalikult palju vältida. Nahaefekti tekitatud mõju korral saab probleemi lahendamiseks kasutada meetodit, mille abil kerida paralleelselt mitu õhuke emailitud traadi keerdu.

2, lülitustoiteallika termiline disain

Kütteseadme soojuse võimalikult kiireks hajutamiseks arvestatakse lülitustoiteallika soojuse hajutamist üldiselt järgmistest aspektidest: radiaator, jahutusventilaator, metallist trükkplaat, soojust juhtiv isoleeriv leht jne. tegelik projekteerimine, on vaja ülaltoodud meetodeid igakülgselt rakendada toiteallika projekteerimisel vastavalt kliendi ja toote enda nõuetele ning parimale kuluefektiivsusele.

1. Pooljuhtseadmete jahutusradiaatori disain

Kuna pooljuhtseadmete poolt tekitatud soojus on lülitustoiteallikate puhul domineeriv, tuleneb soojus peamiselt pooljuhtseadmete sisse-, välja- ja juhtivuskadudest. Ahela topoloogia osas võib nulllülituse konversioonitopoloogia kasutamine resonantsi tekitamiseks nii, et ahela pinge või vool lülitatakse null-ületamisel sisse või välja, minimeerida lülituskadu, kuid see ei saa täielikult kõrvaldada lüliti toru, nii et soojuse hajumise kasutamine Seade on tavaline ja peamine meetod.

Toitelüliti pooljuhtjahutusradiaatori valiku põhiprintsiibid

(1) Jahutusradiaatori valiku põhialus

Võimsuspooljuhtseadmete jahutusradiaatori valikut tuleks põhjalikult kaaluda vastavalt seadme hajutatud võimsusele, seadme ristmiku soojustakistusest, kontaktsoojustakistusest ja jahutusaine temperatuurist.

(2) Nõuded seadme ja jahutusradiaatori vahelisele kinnitusjõule

Selleks, et pärast kokkupanekut oleks seadme ja jahutusradiaatori vahel hea termiline kontakt, peab sellel olema sobiv paigaldusjõud või paigaldusmoment. Praktilistes rakendustes lisatakse seadme ja jahutusradiaatori vahele tavaliselt kiht soojust juhtivat materjali, et parandada selle soojusülekande efektiivsust ja vähendada soojustakistust nende kahe vahel.

(3) Radiaatori nimijahutustingimused

Isejahutav radiaator: ümbritseva õhu temperatuur ei tohiks eelistatavalt olla kõrgem kui 40 kraadi, radiaatori ribid tuleks paigaldamise ajal paigutada vertikaalselt ning ülemine ja alumine ots ei tohiks olla blokeeritud, et oleks hea keskkond ja kanal loomulikuks õhu konvektsioon radiaatori ümber.

Õhkjahutusega radiaator: sissetuleva õhu temperatuuri reguleeritakse alla 40 kraadi ja tuule kiirus sisselaskeava otsas on eelistatavalt 6 m/s.

Vesijahutusradiaator: sisselaskevee temperatuur ei ole kõrgem kui 35 kraadi. Vee vooluhulk määratakse vastavalt soojuse hajumise kogusoojusvajadusele ning sisend- ja väljalaskevee arvestuslikule temperatuuride erinevusele.

(4) Radiaatorite valiku igakülgne läbimõtlemine

Radiaatorite valikul tuleks igakülgselt arvesse võtta radiaatori soojuseraldusvõime ulatust, jahutusmeetodit, tehnilisi parameetreid ja konstruktsiooniomadusi. Ainuüksi tehniliste parameetrite järgi seadmel võib olla kaks-kolm nõuetele vastavat radiaatorit, kuid see tuleks kombineerida jahutuse ja paigaldusega. , üldine vahetatavus ja ökonoomsus on igakülgselt valitud.

2. Ventilaatori loomulik õhkjahutus ja sundõhkjahutus

Lülitustoiteallika tegelikus projekteerimisprotsessis kasutatakse tavaliselt kahte loomuliku õhkjahutuse ja ventilaatoriga sundjahutuse vormi. Naturaalse õhkjahutusega jahutusradiaatori paigaldamisel tuleb jahutusradiaatori labad asetada vertikaalselt ülespoole. Võimalusel võib trükkplaadile jahutusradiaatori paigaldusasendi ümber puurida mitu ventilatsiooniava, et hõlbustada õhu konvektsiooni.

Sundõhujahutus kasutab õhukonvektsiooni sundimiseks ventilaatorit. Seetõttu peaks õhukanali projekteerimisel jahutusradiaatori labade teljesuunaline suund olema kooskõlas ventilaatori väljalaske suunaga. Hea ventilatsiooniefekti saavutamiseks peaksid suurema soojuseraldusega seadmed olema lähemal. Väljatõmbeventilaator, väljatõmbeventilaatori puhul on jahutusradiaatori soojustakistus näidatud allolevas tabelis:

4. Metallist PCB

Lülituvate toiteallikate miniatuursuse tõttu kasutatakse tegelikes toodetes laialdaselt pinnale paigaldatavaid komponente ja praegu on toiteseadmetele raske paigaldada jahutusradiaatoreid. Praegu kasutatakse selle probleemi lahendamiseks metallist PCB-d peamiselt toiteseadmete kandjana, sealhulgas alumiiniumil põhinevaid vasega plakeeritud laminaate ja rauapõhiseid vasega plakeeritud laminaate. On veel üks vasest südamikuga PCB. Substraadi keskmine kiht on vaskplaadist isolatsioonikiht, millel on kõrge soojusjuhtivusega epoksüklaaskiudriide sideleht või kõrge soojusjuhtivusega epoksüvaiku. Sellega saab paigaldada smd komponente mõlemale küljele ja suure võimsusega smd komponente saab joota smd enda jahutusradiaatori otse metallist PCB-le ja kasutada soojuse hajutamiseks metallist PCB-s olevat metallplaati.

5. Kütteelementide paigutus

Lülitustoiteallika peamised kütteelemendid on suure võimsusega pooljuhid ja nende radiaatorid, võimsusmuundurid ja suure võimsusega takistid. Kütteelementide paigutuse põhinõue on paigutada need väikestest suurteni vastavalt soojuse tekke astmele. Mida väiksem on kütteväärtus, seda suurem on lülitustoite õhukanali tuule suund, seda lähemal on suurema kütteväärtusega seade heitgaasile. fänn.

Tootmise efektiivsuse parandamiseks kinnitatakse samale suurele jahutusradiaatorile sageli mitu toiteseadet. Sel ajal tuleks jahutusradiaator asetada PCB servale võimalikult lähedale. Siiski peaks lülitustoiteallika korpusest või muudest osadest olema vähemalt 1 cm kaugus. Kui trükkplaadil on mitu suurt jahutusradiaatorit, peaksid need olema üksteisega paralleelsed ja paralleelsed õhukanali tuule suunaga. Vertikaalses suunas on madala soojuse tootmisega seadmed paigutatud alumisse kihti ja suure soojuse tootmisega seadmed kõrgematesse kihtidesse. Soojust tekitavad komponendid tuleks trükkplaadi paigutusel paigutada temperatuuritundlikest komponentidest, näiteks elektrolüütkondensaatoritest, võimalikult kaugele.

Sinda Thermal on professionaalne ja kogenud jahutusradiaatori tootja, saame pakkuda ülemaailmsetele klientidele erinevaid jahutusradiaatoreid, pakume kõige konkurentsivõimelisemat hinda ja suurepärase kvaliteediga jahutusradiaatoreid, võtke meiega vabalt ühendust, kui teil on soojusnõudeid.