Beschrijving van de warmteafvoermodus van de voedingsmodule

Er zijn drie warmteafvoermethoden voor vermogensmodules: convectie, geleiding en straling. In praktische toepassingen gebruiken de meeste van hen convectie als de belangrijkste warmteafvoermethode. Als het ontwerp geschikt is, in combinatie met de twee warmteafvoermethoden van geleiding en straling, zal het effect worden gemaximaliseerd. Als het ontwerp echter onjuist is, zal dit nadelige gevolgen hebben. Daarom is bij het ontwerpen van een vermogensmodule het ontwerpen van een warmteafvoersysteem een ​​belangrijke schakel geworden.

1. Convectiekoelmethode:

Convectiewarmteafvoer verwijst naar de overdracht van warmte door de vloeibare mediumlucht om het warmteafvoereffect te bereiken. Het is onze gebruikelijke methode voor warmteafvoer. Convectiemethoden zijn over het algemeen verdeeld in twee soorten, geforceerde convectie en natuurlijke convectie. Geforceerde convectie verwijst naar de overdracht van warmte van het oppervlak van het verwarmingsobject naar de stromende lucht, en natuurlijke convectie verwijst naar de overdracht van warmte van het oppervlak van het verwarmingsobject naar de omringende lucht bij een lagere temperatuur. De voordelen van het gebruik van natuurlijke convectie zijn eenvoudige implementatie, lage kosten, geen externe koelventilator nodig en hoge betrouwbaarheid. Om ervoor te zorgen dat geforceerde convectie de substraattemperatuur voor normaal gebruik bereikt, heeft het een groter koellichaam nodig en neemt het ruimte in beslag.

Besteed aandacht aan het ontwerp van natuurlijke convectieradiator. Als de horizontale radiator een slecht warmteafvoerend effect heeft, moet het oppervlak van de radiator op de juiste manier worden vergroot of moet convectie worden geforceerd om de warmte af te voeren bij horizontale installatie.

2. Geleidingswarmteafvoermethode:

Wanneer de voedingsmodule in gebruik is, moet de warmte op het substraat via het warmtegeleidende element naar het verre warmteafvoeroppervlak worden geleid, zodat de temperatuur van het substraat gelijk is aan de som van de temperatuur van de warmteafvoer oppervlak, de temperatuurstijging van het warmtegeleidend element en de temperatuurstijging van de twee contactoppervlakken. Op deze manier kan de warmte-energie worden vervluchtigd in een effectieve ruimte om ervoor te zorgen dat de componenten normaal kunnen werken. De thermische weerstand van een thermisch element is recht evenredig met de lengte en omgekeerd evenredig met het dwarsdoorsnede-oppervlak en de thermische geleidbaarheid. Als er geen rekening wordt gehouden met de installatieruimte en de kosten, moet de radiator met de kleinste thermische weerstand worden gebruikt. Doordat de substraattemperatuur van de voeding iets daalt, wordt de gemiddelde tijd tussen storingen aanzienlijk verbeterd, wordt de stabiliteit van de voeding verbeterd en wordt de levensduur langer.

Temperatuur is een belangrijke factor die de prestaties van de voeding beïnvloedt, dus bij het kiezen van een radiator moet u zich concentreren op de productiematerialen. In praktische toepassingen wordt de door de module gegenereerde warmte van het substraat naar het koellichaam of warmtegeleidend element geleid. Er zal echter een temperatuurverschil zijn op het contactoppervlak tussen het vermogenssubstraat en het warmtegeleidende element, en dit temperatuurverschil moet worden gecontroleerd. De temperatuur van het substraat moet de som zijn van de temperatuurstijging van het contactoppervlak en de temperatuur van het warmtegeleidende element. Als het niet wordt gecontroleerd, zal de temperatuurstijging van het contactoppervlak bijzonder significant zijn. Daarom moet het oppervlak van het contactoppervlak zo groot mogelijk zijn en moet de gladheid van het contactoppervlak binnen 5 mils zijn, dat wil zeggen binnen 0,005 inch.

Om de oneffenheden van het oppervlak te elimineren, moet het contactoppervlak worden gevuld met warmtegeleidende lijm of thermische pad. Na het nemen van passende maatregelen kan de thermische weerstand van het contactoppervlak worden teruggebracht tot minder dan 0,1°C/W. Alleen door de warmteafvoer en de thermische weerstand of het stroomverbruik te verminderen, kan de temperatuurstijging worden verminderd. Het maximale uitgangsvermogen van de voeding is gerelateerd aan de omgevingstemperatuur van de toepassing. De beïnvloedende parameters omvatten in het algemeen: vermogensverlies, thermische weerstand en maximale behuizingstemperatuur van de voeding. Voedingen met een hoog rendement en een betere warmteafvoer zullen een lagere temperatuurstijging hebben en hun bruikbare temperatuur zal een marge hebben op het nominale uitgangsvermogen. Voedingen met een lager rendement of een slechte warmteafvoer zullen een hogere temperatuurstijging hebben omdat ze luchtkoeling nodig hebben of moeten worden afgesteld voor gebruik.

3. Stralingswarmteafvoermethode:

Stralingswarmtedissipatie is de opeenvolgende stralingsoverdracht van warmte die optreedt wanneer twee grensvlakken met verschillende temperaturen tegenover elkaar staan. De invloed van straling op de temperatuur van een enkel object is afhankelijk van vele factoren, zoals het temperatuurverschil van verschillende onderdelen, de buitenkant van de onderdelen, de positie van de onderdelen en de onderlinge afstand. In praktische toepassingen zijn deze factoren moeilijk te kwantificeren, en in combinatie met de invloed van de omgeving's eigen uitwisseling van stralingsenergie, is het moeilijk om de rommelige effecten van straling op de temperatuur nauwkeurig te berekenen.

In praktische toepassingen is het voor een voeding onmogelijk om alleen stralingswarmteafvoer te gebruiken, omdat deze methode in het algemeen slechts 10% of minder van de totale warmte kan afvoeren. Het wordt meestal gebruikt als een hulpmiddel bij de belangrijkste warmteafvoermethode en wordt over het algemeen niet overwogen in thermisch ontwerp. Het effect op de temperatuur. In de werkende staat van de voeding is de temperatuur over het algemeen hoger dan de temperatuur van de buitenomgeving, en de stralingsoverdracht helpt de algehele warmteafvoer. Echter, onder speciale omstandigheden, warmtebronnen in de buurt van de voeding, zoals hoogvermogenweerstanden, apparaatkaarten, enz., zal de straling van deze objecten ervoor zorgen dat de temperatuur van de voedingsmodule stijgt.