Kolm tõhusat meetodit toitemoodulite soojuse hajutamiseks

Toitemooduli energiaülekandeks kõrge temperatuuriga piirkonnast madalale temperatuurile on kolm põhimeetodit: kiirgus, ülekanne ja konvektsioon.

Kiirgus:

Kahe erineva temperatuuriga ploki vahel tekkiva soojuse elektromagnetiline induktsiooniülekanne.

Ülekanne:

Soojuse tootmise ülekandmine tahke keskkonna kaudu.

Konvektsioon:

Soojuse ülekandmine läbi vedeliku (gaasi).

Mitmesugustes konkreetsetes rakendustes on kõigil kolmel soojusülekande meetodil sageli erinev mõju. Enamikus rakendustes on konvektsioon kõige kriitilisem soojusülekande meetod. Kui lisatakse ülejäänud kaks soojuse hajutamise meetodit, on tegelik mõju parem. Kuid mõnel juhul võivad need kaks meetodit avaldada ka vastupidist mõju. Seetõttu kaalutakse kvaliteetse soojuse hajutamise süsteemi projekteerimisel hoolikalt kõiki kolme soojusülekande meetodit.

toitemoodul

1, kiirgusallikas, soojuse hajumine

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

Kiirguse lõpliku mõju teatud plokkide temperatuurile määravad paljud tegurid: erinevate komponentide temperatuuri erinevus, seotud komponentide orientatsioon, komponentide pinna siledus ja nende vastastikune jne.

Kuna seda elementi ei ole võimalik kvantitatiivselt analüüsida, pluss ümbritseva keskkonna enda kiirguskineetilise energiavahetuse mõju, on kiirguse kahjustamise mõõtmine temperatuurile väga keeruline ja seda on raske täpselt arvutada.

Lülitusvõimsuse muunduri juhtmooduli konkreetsel rakendamisel ei tugine see tõenäoliselt ainult kiirgavale soojuse hajumisele kui muunduri jahutusmeetodile.

Enamikul juhtudel hajutab kiirgusallikas ainult 10% või vähem kogu soojuse tootmisest. Seetõttu kasutatakse kiirgav soojust lisaks peamisele soojuse hajutamise meetodile tavaliselt ainult abimeetodina ja seda soojusprojektis üldiselt ei arvestata. Toitemooduli temperatuuri mõju. Konkreetsetes rakendustes on üldise muunduri juhtmooduli temperatuur kõrgem kui loomulik ümbritseva õhu temperatuur. Seetõttu soodustab kiirgav kineetiline energiaülekanne soojuse hajumist. Kuid mõnel tingimusel on mõnede soojusallikate (elektroonilised seadmeplaadid, suure võimsusega takistid jne) temperatuur juhtmooduli ümber kõrgem kui toitemooduli temperatuur ja nende objektide kiirgussoojus tõstab juhtmooduli temperatuuri.

Soojuse hajumise projekteerimiskavas tuleks muunduri juhtmooduli perifeersete komponentide suhtelised asendid teaduslikult paigutada vastavalt soojuskiirguse mõjule. Kui kuumad komponendid on muunduri juhtmooduli lähedal, tuleb kiirgusallika kütteefekti nõrgendamiseks juhtimismooduli ja kuumade komponentide vahele lisada soojusisolatsiooniplaadi õhukesed uimed.

2, ülekande soojuse hajumine

Paljudes rakendustes tuleb toitemooduli substraadil tekkiv soojus soojusülekande komponentide kaudu üle kanda pikale soojuse hajumise pinnale. Nii on toitemooduli substraadi temperatuur samaväärne soojuse hajumise pinna temperatuuri, soojusülekande komponentide temperatuuri ja mõlema pinna temperatuuri summaga.

Soojusülekande komponentide soojustakistus on proportsionaalne nende kahe pikkusega L ja pöördvõrdeline ristlõikeala ja soojusülekande kiirusega nende kahe vahel. Sobivate toorainete ja ristlõikealade kasutamine võib tõhusalt vähendada soojusülekande komponentide soojustakistust. Kui paigaldusruum ja kulud on lubatud, tuleb kasutada kõige vähem termiliseltakistusega radiaatorit. Tuleb meeles pidada, et kui toitemooduli substraadi temperatuur veidi väheneb, suureneb rikete vaheline keskmine aeg (MTBF) märkimisväärselt.

Jahutusradiaatorite tootmiseks kasutatavad toorained on tõhusust mõjutav põhielement, mistõttu peate valimisel pöörama tähelepanu paljudele aspektidele. Enamikus rakendustes kantakse toitemooduli tekitatud soojus substraadist jahutusradiaatorisse või soojusülekande komponentidesse. Siiski tekib pinnal temperatuuri erinevus toitemooduli substraadi ja soojusülekande komponentide vahel. Seda tüüpi temperatuuri erinevust tuleb kontrollida.

Soojustakistus on ühendatud reas soojuse hajutamise juhtimisahelas. Substraadi temperatuur peaks olema pinnatemperatuur ja soojusülekande komponendid. Temperatuuri summa. Kui seda ei kontrollita, on pinna temperatuuri tõus väga ilmne. Kogupind peaks olema võimalikult suur ja pinna siledus peaks olema 5 mils (0,005 jalga). Pinna ebatasasuse paremaks eemaldamiseks saate pinna täita termilise juhtivliimi või soojusülekandepadjaga. ) Pärast asjakohaste vastumeetmete võtmist võib pinna soojustakistust vähendada alla 0,1 °C/W. Ainult soojuse hajumise termiliseltakistuse (RTH) vähendamise või energiatarbimise (Ploss) vähendamisega saab temperatuuri vähendada ja TAmax-i suurendada.

Lülitustoite maksimaalne võimsus on seotud rakendusstseeni temperatuuriga. Peamised parameetrid, mis mõjutavad väljundvõimsuse kadu Ploss, termilistakistav RTH ja kõrgeim lülitustoit Case temperatuur TC. Suure efektiivsuse ja parima soojuse hajumisega lülitustoite on madalama temperatuuriga. Kui nominaalne väljundvõimsus on väljund, on nende kasutatav temperatuur marginaalne. Madalama efektiivsusega või nõrga soojuse hajumisega lülitustoite temperatuur on kõrgem. Need peavad olema õhkjahutusega või derated rakendused.

3, konvektsiooni soojuse hajumine

Konvektsiooni soojuse hajumine on Aipu toitemuundurite jaoks kõige sagedamini kasutatav soojuse hajutamise meetod. Konvektsioon jaguneb üldiselt loomulikuks konvektsiooniks ja sunnitud konvektsiooniks. Soojuse ülekandmist kuuma ploki pinnalt ümbritsevale staatilisele gaasile madalamal temperatuuril nimetatakse looduslikuks konvektsiooniks; soojuse ülekandmist kuuma ploki pinnalt vedelale gaasile nimetatakse sundkonvektsiooniks.    　　Loodusliku konvektsiooni eelised on see, et seda on väga lihtne rakendada, see ei vaja elektrilisi ventilaatoreid, on odav ja omab suurt usaldusväärsust soojuse hajumisel. Kuid erinevalt sunnitud konvektsioonist on sama substraadi temperatuuri saavutamiseks vaja suurt jahutusradiaatorit.

Looduslik konvektsioonradiaatori konstruktsioon peaks pöörama tähelepanu ka järgmisele:

Üldiselt antakse jahutusradiaatorite puhul ainult vertikaalsete jahutusradiaatorite peamised parameetrid. Horisontaalse jahutusradiaatori tegelik soojuse hajumise mõju on nõrk. Kui on vaja horisontaalset paigaldamist, tuleb radiaatori pindala asjakohaselt suurendada ja kasutada ka sundkonvektsiooni soojuse hajumist.