Kolme tehokasta menetelmää tehomoduulien lämmönpoistoon

Tehomoduulin energian siirtämiseen korkean lämpötilan alueelta matalan lämpötilan alueelle on kolme perusmenetelmää: säteily, siirto ja konvektio.

Säteily: Sähkömagneettinen induktio lämmön siirto kahden eri lämpötilojen lohkon välillä.

Siirto: Lämmöntuoton siirto kiinteän väliaineen kautta.

Konvektio: Lämmön siirto nestemäisen väliaineen (kaasun) läpi.

Useissa erityissovelluksissa kaikilla kolmella lämmönsiirtomenetelmällä on usein erilainen vaikutus. Useimmissa sovelluksissa konvektio on kriittisin lämmönsiirtomenetelmä. Jos kaksi muuta lämmönpoistomenetelmää lisätään, todellinen vaikutus on parempi. Joissakin tilanteissa näillä kahdella menetelmällä voi kuitenkin olla myös kielteisiä vaikutuksia. Siksi korkealaatuista lämmönpoistojärjestelmää suunniteltaessa kaikki kolme lämmönsiirtomenetelmää harkitaan huolellisesti.

tehomoduuli

1, säteilylähde, lämmönpoisto

Kun kaksi rajapintaa, joiden lämpötila on erilainen, kohtaavat toisiaan, aiheuttaa jatkuvaa säteilylämmönsiirtoa.

Säteilyn lopullisen vaikutuksen tiettyjen lohkojen lämpötilaan määräävät monet tekijät: eri komponenttien lämpötilaerot, toisiinsa liittyvien komponenttien suuntaus, komponenttien pinnan tasaisuus ja niiden välinen etäisyys jne. Koska ei ole mahdollista Tämän elementin kvantitatiivisessa analysoinnissa sekä ympäröivän ympäristön' oman säteilyn kineettisen energianvaihdon vaikutuksesta on erittäin monimutkaista mitata säteilyn lämpötilahaittoja, ja sitä on vaikea laskea tarkasti.

Hakkuritehomuuntimen ohjausmoduulin erityissovelluksessa on epätodennäköistä, että pelkkä säteilylämmön hajoaminen muunnin jäähdytysmenetelmänä luottaisi. Useimmissa tapauksissa säteilylähde haihduttaa vain 10 % tai vähemmän koko lämmöntuotannosta. Siksi säteilylämpöä käytetään yleensä vain apumenetelmänä avainlämmönpoistomenetelmän lisäksi, eikä sitä yleensä huomioida lämpösuunnittelusuunnitelmassa. Virtalähdemoduulin lämpötilan vaikutus. Tietyissä sovelluksissa yleisen muuntimen ohjausmoduulin lämpötila on korkeampi kuin luonnollinen ympäristön lämpötila. Siksi säteilevän kineettisen energian siirto edistää lämmön haihtumista. Joissakin olosuhteissa joidenkin lämmönlähteiden (elektronisten laitelevyjen, suuritehoisten vastusten jne.) lämpötila ohjausmoduulin ympärillä on kuitenkin korkeampi kuin tehomoduulin lämpötila, ja näiden esineiden säteilylämpö nostaa lämpötilaa ohjausmoduulista.

Lämmönpoiston suunnittelusuunnitelmassa muuntimen ohjausmoduulin oheiskomponenttien suhteelliset paikat tulee järjestää tieteellisesti lämpösäteilyn aiheuttaman vaikutuksen mukaan. Kun kuumat komponentit ovat lähellä muuntimen ohjausmoduulia, säteilylähteen lämpövaikutuksen heikentämiseksi tulee lämmöneristyslevyn ohuet rivat työntää ohjausmoduulin ja kuumien komponenttien väliin.

2, siirto lämmönpoisto

Monissa sovelluksissa tehomoduulin alustalle syntyvä lämpö on siirrettävä pitkälle lämpöä hajoavalle pinnalle lämmönsiirtokomponenttien kautta. Näin tehomoduulin alustan lämpötila vastaa lämmönpoistopinnan lämpötilan, lämmönsiirtokomponenttien lämpötilan ja molempien pintojen lämpötilan summaa. Lämmönsiirtokomponenttien lämpövastus on verrannollinen näiden kahden väliseen pituuteen L ja kääntäen verrannollinen näiden kahden väliseen poikkileikkausalaan ja lämmönsiirtonopeuteen. Sopivien raaka-aineiden ja poikkipinta-alojen käytöllä voidaan myös tehokkaasti vähentää lämmönsiirtokomponenttien lämmönkestävyyttä. Kun asennustila ja kustannukset sallitaan, tulee käyttää pienimmän lämmönvastuksen omaavaa patteria. On syytä muistaa, että jos tehomoduulin substraatin lämpötila laskee hieman, keskimääräinen vikojen välinen aika (MTBF) kasvaa merkittävästi.

Jäähdytyslevyjen valmistuksen raaka-aineet ovat avaintekijä, joka vaikuttaa tehokkuuteen, joten valinnassa on kiinnitettävä huomiota moniin seikkoihin. Useimmissa sovelluksissa tehomoduulin tuottama lämpö siirtyy substraatista jäähdytyselementtiin tai lämmönsiirtokomponentteihin. Tehomoduulin alustan ja lämmönsiirtokomponenttien pinnalla on kuitenkin lämpötilaero. Tämän tyyppistä lämpötilaeroa on valvottava. Lämpövastus on kytketty sarjaan lämmönpoiston säätöpiirissä. Alustan lämpötilan tulee olla pinnan lämpötila ja lämmönsiirtokomponentit. Lämpötilan summa. Jos sitä ei valvota, pinnan lämpötilan nousu on hyvin ilmeistä. Kokonaispinta-alan tulee olla mahdollisimman suuri ja pinnan sileyden tulee olla enintään 5 mil (0,005 jalkaa). Pinnan epätasaisuuksien poistamiseksi paremmin voit täyttää pinnan lämpöä johtavalla liimalla tai lämmönsiirtotyynyllä. ) Asianmukaisten vastatoimien jälkeen pinnan lämpövastus voidaan laskea alle 0,1 ℃/W. Vain pienentämällä lämmönpoiston lämpövastusta (RTH) tai vähentämällä virrankulutusta (Ploss) voidaan lämpötilaa laskea ja TAmax-arvoa nostaa. Hakkurivirtalähteen maksimiteho on suhteessa sovelluskohtauksen lämpötilaan. Pääparametrit, jotka vaikuttavat lähtötehohäviöön Ploss, lämpövastus RTH ja korkein kytkentävirtalähde Kotelon lämpötila TC. Hakkuriteholähteen, jolla on korkea hyötysuhde ja paras lämmönpoisto, on alhaisempi lämpötila. Kun nimellislähtöteho annetaan, niiden käyttölämpötila on marginaalinen. Hakkuriteholähteen, jonka hyötysuhde on heikompi tai lämmöntuotto on heikko, lämpötila on korkeampi. Niiden on oltava ilmajäähdytteisiä tai tehostettuja.

3, konvektio lämmönpoisto

Konvektiolämmönpoisto on Aipu-tehomuuntimien yleisimmin käytetty lämmönpoistomenetelmä. Konvektio jaetaan yleensä luonnolliseen konvektioon ja pakkokonvektioon. Lämmön siirtymistä kuuman lohkon pinnalta ympäröivään staattiseen kaasuun alemmassa lämpötilassa kutsutaan luonnolliseksi konvektioksi; lämmön siirtymistä kuuman lohkon pinnalta nestekaasuun kutsutaan pakotetuksi konvektioksi.

Luonnollisen konvektion etuja ovat, että se on erittäin helppo toteuttaa, se ei vaadi sähköpuhaltimia, on alhainen ja sillä on korkea luotettavuus lämmönpoistossa. Toisin kuin pakotetussa konvektiossa, saman substraattilämpötilan saavuttamiseksi tarvitaan suuri jäähdytyselementti.

Luonnollisen konvektiopatterin suunnittelussa tulee myös kiinnittää huomiota seuraaviin:

Yleensä jäähdytyslevyille annetaan vain pystysuorien jäähdytyslevyjen pääparametrit. Vaakasuuntaisen jäähdytyslevyn todellinen lämmönpoistovaikutus on heikko. Jos vaaditaan vaaka-asennusta, jäähdyttimen pinta-alaa tulee suurentaa sopivasti ja käyttää myös pakotettua konvektio-lämmönpoistoa.