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 effecten veroorzaken. 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 het vloeistofmedium lucht om het warmteafvoereffect te bereiken. Het is onze gebruikelijke warmteafvoermethode. 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 geforceerde convectie de substraattemperatuur voor normaal gebruik te laten bereiken, heeft het een groter koellichaam nodig en neemt het ruimte in beslag.
Besteed aandacht aan het ontwerp van de natuurlijke convectieradiator. Als de horizontale radiator een slecht warmteafvoereffect heeft, moet het gebied van de radiator op de juiste manier worden verhoogd of geforceerd convectie worden geforceerd om warmte af te voeren wanneer deze horizontaal wordt geïnstalleerd.
2. Geleidingswarmteafvoermethode
Wanneer de voedingsmodule in gebruik is, moet de warmte op het substraat door het warmtegeleidende element naar het verre warmteafvoeroppervlak worden geleid, zodat de temperatuur van het substraat gelijk is aan de som van de temperatuur van het warmteafvoerende oppervlak, de temperatuurstijging van het warmtegeleidende element en de temperatuurstijging van de twee contactoppervlakken.
Op deze manier kan de warmte-energie vervluchtigd worden 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 de dwarsdoorsnede en thermische geleidbaarheid. Als de installatieruimte en de kosten niet in aanmerking worden genomen, moet de radiator met de kleinste thermische weerstand worden gebruikt. Omdat de substraattemperatuur van de voeding een beetje daalt, zal de gemiddelde tijd tussen storingen aanzienlijk worden verbeterd, de stabiliteit van de voeding worden verbeterd en de levensduur langer zijn.
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 het warmtegeleidende element geleid. Er zal echter een temperatuurverschil zijn op het contactoppervlak tussen het vermogenssubstraat en het warmtegeleidende element, en dit temperatuurverschil moet worden geregeld.
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 thermisch geleidende lijm of thermische pad. Na het nemen van passende maatregelen kan de thermische weerstand van het contactoppervlak worden teruggebracht tot onder 0,1°C/W. Alleen door de warmteafvoer en thermische weerstand of 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 over het algemeen: vermogensverlies, thermische weerstand en maximale temperatuur van de voedingskast. Voedingen met een hoog rendement en een betere warmteafvoer zullen een lagere temperatuurstijging hebben en hun bruikbare temperatuur zal een marge hebben bij het nominale uitgangsvermogen. Voedingen met een lager rendement of een slechte warmteafvoer zullen een hogere temperatuurstijging hebben omdat ze luchtkoeling vereisen of moeten worden gedevalueerd voor gebruik.
3. Methode voor het afvoeren van stralingswarmte
Stralingswarmteafvoer is de opeenvolgende stralingsoverdracht van warmte die optreedt wanneer twee interfaces 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 componenten, de buitenkant van de componenten, de positie van de componenten en de afstand ertussen. In praktische toepassingen zijn deze factoren moeilijk te kwantificeren en in combinatie met de invloed van de eigen stralingsenergie-uitwisseling van de omgeving, is het moeilijk om de rommelige effecten van straling op temperatuur nauwkeurig te berekenen.
In praktische toepassingen is het onmogelijk voor een voeding om stralingswarmteafvoer alleen te gebruiken, omdat deze methode over het algemeen slechts 10% of minder van de totale warmte kan afvoeren. Het wordt meestal gebruikt als een hulpmiddel van de hoofdwarmteafvoermethode en wordt over het algemeen niet overwogen in thermisch ontwerp. Het effect op de temperatuur. In de werktoestand van de voeding is de temperatuur over het algemeen hoger dan de temperatuur van de buitenomgeving en de stralingsoverdracht helpt de algehele warmteafvoer. Onder speciale omstandigheden, warmtebronnen in de buurt van de voeding, zoals krachtige weerstanden, apparaatborden, enz., Zal de straling van deze objecten echter de temperatuur van de voedingsmodule doen stijgen.
