Kolm tõhusat meetodit toitemoodulite soojuse hajutamiseks

Toitemooduli energia ülekandmiseks kõrge temperatuuriga alalt madala temperatuuriga piirkonda on kolm põhimeetodit: kiirgus, ülekanne ja konvektsioon.

Kiirgus: kahe erineva temperatuuriga ploki vahel tekkiva soojuse elektromagnetiline induktsioon.

Edastamine: soojuse ülekandmine läbi tahke keskkonna.

Konvektsioon: soojusülekanne läbi vedela keskkonna (gaas)

Erinevates konkreetsetes rakendustes on kõigil kolmel soojusülekande meetodil sageli erinev mõju. Enamikus rakendustes on konvektsioon kõige kriitilisem soojusülekande meetod. Kui lisada ülejäänud kaks soojuse hajutamise meetodit, on tegelik efekt parem. Kuid mõnes olukorras võivad need kaks meetodit avaldada ka vastupidist mõju. Seetõttu tuleks kvaliteetse soojuseraldussüsteemi projekteerimisel hoolikalt läbi mõelda kõik kolm soojusülekande meetodit.

Toitemoodul

1. Kiirgusallika soojuse hajumine

Kui kaks erineva temperatuuriga liidest on vastamisi, põhjustab see pidevat soojuse kiirgusülekannet.

Kiirguse lõpliku mõju teatud objektide temperatuurile määravad paljud tegurid: erinevate komponentide temperatuuride erinevus, seotud komponentide orientatsioon, komponentide pinna siledus ja nendevaheline kaugus. Kuna seda elementi ja ümbritseva keskkonna' enda kiirguskineetilise energiavahetuse mõju kvantitatiivselt analüüsida ei ole võimalik, on kiirguse kahju temperatuuri mõõtmine väga keeruline ja seda on raske täpselt mõõta. arvutama.

Lülitustoiteallika muunduri juhtimismooduli konkreetses rakenduses ei ole tõenäoline, et muunduri jahutusmeetodina tuginetakse üksnes soojuskiirguse hajumisele. Enamikul juhtudel hajutab kiirgusallikas vaid 10% või vähem kogu soojusenergiast. Seetõttu kasutatakse kiirgussoojust üldjuhul ainult abimeetodina lisaks põhisoojuse hajutamise meetodile ja seda üldjuhul soojusprojekti plaanis ei arvestata.

Toitemooduli temperatuuri mõju. Konkreetsete rakenduste korral on muunduri üldjuhtmooduli temperatuur kõrgem kui loomulik ümbritseva õhu temperatuur.

Seetõttu soodustab kiirguse kineetiline energiaülekanne soojuse hajumist. Kuid teatud tingimustel on mõne soojusallika (elektroonikaseadmete plaadid, suure võimsusega takistid jne) temperatuur juhtmooduli ümber kõrgem kui toitemooduli temperatuur ja nende objektide kiirgussoojus tõstab temperatuuri. juhtmoodulist.

Soojuse hajumise kavandis tuleks muunduri juhtmooduli perifeersete komponentide suhtelised asukohad paigutada teaduslikult vastavalt soojuskiirguse tekitatavale mõjule. Kui kuumad komponendid on muunduri juhtmooduli lähedal, tuleks kiirgusallika kütteefekti nõrgendamiseks sisestada soojusisolatsiooniplaadi õhukesed ribid juhtmooduli ja kuumade komponentide vahele.

2. Ülekande soojuse hajumine

Paljudes rakendustes tuleb toitemooduli substraadil tekkiv soojus soojusülekandekomponentide kaudu üle kanda pikale soojust hajutavale pinnale. Nii on toitemooduli substraadi temperatuur võrdne soojuse hajumise pinna temperatuuri, soojusülekande komponentide temperatuuri ja mõlema pinna temperatuuri summaga. Soojusülekandekomponentide soojustakistus on võrdeline nende kahe vahelise pikkusega L ja pöördvõrdeline nende kahe vahelise ristlõikepindala ja soojusülekande kiirusega. Sobivate toorainete ja ristlõikepindade kasutamine võib samuti tõhusalt vähendada soojusülekande komponentide soojustakistust. Kui paigaldusruum ja maksumus on lubatud, tuleks kasutada väikseima soojustakistusega radiaatorit. Tuleb meeles pidada, et kui toitemooduli substraadi temperatuur veidi langeb, suureneb rikete vaheline keskmine aeg (MTBF) oluliselt.

Jahutusradiaatorite tootmiseks kasutatavad toorained on võtmeelement, mis mõjutab tõhusust, seega tuleb valiku tegemisel pöörata tähelepanu paljudele aspektidele. Enamikus rakendustes kantakse toitemooduli tekitatud soojus substraadilt üle jahutusradiaatorile või soojusülekande komponentidele. Toitemooduli substraadi ja soojusülekande komponentide pinnal on aga temperatuuride erinevus. Seda tüüpi temperatuuride erinevust tuleb kontrollida. Soojustakistus on ühendatud jadamisi soojuse hajumise juhtkontuuris. Aluspinna temperatuur peab vastama pinnatemperatuurile ja soojusülekande komponentidele. Temperatuuri summa. Kui seda ei kontrollita, on pinna temperatuuri tõus väga ilmne. Kogupindala peab olema võimalikult suur ja pinna siledus peab jääma 5 miili (0,005 jala) piiresse. Pinna ebatasasuste paremaks eemaldamiseks võib pinna täita soojusjuhtiva liimi või soojusülekandepadjaga. ) Pärast asjakohaste vastumeetmete võtmist saab pinna soojustakistust vähendada alla 0,1 ℃/W. Ainult soojuse hajumise soojustakistust (RTH) või energiatarbimist (Ploss) vähendades saab temperatuuri alandada ja TAmax-i suurendada. Lülitustoiteallika maksimaalne võimsus on seotud rakenduse stseeni temperatuuriga. Peamised parameetrid, mis mõjutavad väljundvõimsuse kadu Ploss, soojustakistus RTH ja kõrgeim lülitustoiteallikas Korpuse temperatuur TC. Kõrge kasuteguri ja parima soojuse hajutusega lülitustoiteallika temperatuur on madalam. Nimiväljundvõimsusel nende saadaolev temperatuurivaru. Madalama efektiivsusega või nõrga soojuseraldusega lülitustoiteallika temperatuur on kõrgem. Kasutamiseks peavad need olema õhkjahutusega või vähendatud.

3. Konvektsioonsoojuse hajumine

Konvektsioonsoojuse hajutamine on Epsoni toitemuundurite kõige sagedamini kasutatav soojuse hajumise meetod. Konvektsioon jaguneb üldiselt kahte tüüpi: loomulik konvektsioon ja sundkonvektsioon. Soojuse ülekannet kuuma ploki pinnalt ümbritsevale madalama temperatuuriga staatilisele gaasile nimetatakse loomulikuks konvektsiooniks; soojuse ülekannet kuuma ploki pinnalt vedelgaasile nimetatakse sundkonvektsiooniks.

Loodusliku konvektsiooni eelised on see, et seda on väga lihtne rakendada, see ei vaja elektrilisi ventilaatoreid, on odav ja kõrge soojuseralduskindlusega. Kuid erinevalt sundkonvektsioonist on sama substraadi temperatuuri saavutamiseks vaja suurt jahutusradiaatorit.

Loodusliku konvektsiooniga radiaatori konstruktsioonis tuleks tähelepanu pöörata ka järgmisele:

Üldjuhul on jahutusradiaatori jaoks antud ainult vertikaalse jahutusradiaatori peamised parameetrid. Horisontaalse jahutusradiaatori tegelik soojuse hajumise efekt on nõrk. Kui on vaja horisontaalset paigaldust, tuleks radiaatori pindala vastavalt suurendada ja kasutada ka sundkonvektsiooniga soojuse hajumist.