Kuinka suunnitella virtapatteri
Tehomoduuleille on kolme lämmönpoistomenetelmää:konvektio, johtuminen ja säteily.
Käytännön sovelluksissa useimmat heistä käyttävät konvektiota tärkeimpänä lämmönpoistomenetelmänä. Jos suunnittelu on tarkoituksenmukainen yhdessä kahden lämmönpoisto- ja säteilynpoistomenetelmällä, vaikutus maksimoidaan. Jos suunnittelu on kuitenkin virheellinen, se aiheuttaa haitallisia vaikutuksia. Siksi virtamoduulia suunniteltaessa lämmönpoistojärjestelmän suunnittelusta on tullut tärkeä linkki.
1. Konvektiolämmön haihtumismenetelmä
Konvektiolämmön hajoaminen viittaa lämmön siirtoon nestemäisen keski-ilman läpi lämmönpoistovaikutuksen saavuttamiseksi. Se on yhteinen lämmönpoistomenetelmämme.
Konvektiomenetelmät on yleensä jaettu kahteen tyyppiin, pakotettu konvektio ja luonnollinen konvektio.Pakotettu konvektio viittaa lämmön siirtämiseen lämmityskohteen pinnalta virtaavaan ilmaan, ja luonnollinen konvektio viittaa lämmön siirtämiseen lämmityskohteen pinnalta ympäröivään ilmaan alemmassa lämpötilassa.
Luonnollisen konvektion käytön etuja ovat yksinkertainen toteutus, alhaiset kustannukset, ulkoisen jäähdytyspuhaltimen tarve ja korkea luotettavuus. Jotta pakotettu konvektio saavuttaa substraatin lämpötilan normaaliin käyttöön, se vaatii suuremman jäähdytyselementin ja vie tilaa. Kiinnitä huomiota luonnollisten konvektiopatterien suunnitteluun. Jos vaakasuoralla jäähdyttimellä on huono lämmönpoistovaikutus, jäähdyttimen pinta-alaa on lisättävä asianmukaisesti tai pakotettava konvektio lämmön hajottamiseksi, kun se asennetaan vaakasuoraan.
2. Johtava lämmönpoistomenetelmä
Kun virtamoduuli on käytössä, substraatin lämpö on johdettava lämmönjohtamiselementin kautta kaukaiseen lämmönpoistopintaan siten, että substraatin lämpötila on yhtä suuri kuin lämmönpoistopinnan lämpötila, lämmönjohtavuuselementin lämpötilan nousu ja kahden kosketuspinnan lämpötilan nousu. Summa. Tällä tavoin lämpöenergia voidaan volatiloida tehokkaassa tilassa sen varmistamiseksi, että komponentit voivat toimia normaalisti. Lämpöelementin lämmönkestävyys on suoraan verrannollinen pituuteen ja kääntäen verrannollinen sen poikkipinta-alaan ja lämmönjohtavuuteen. Jos asennustilaa ja kustannuksia ei oteta huomioon, on käytettävä jäähdytintä, jolla on pienin lämmönkestävyys. Koska virtalähteen substraatin lämpötila laskee hieman, vikojen välinen keskimääräinen aika paranee merkittävästi, virtalähteen vakaus paranee ja käyttöikä on pidempi. Lämpötila on tärkeä tekijä, joka vaikuttaa virtalähteen suorituskykyyn, joten jäähdyttimen valinnassa sinun tulisi keskittyä sen valmistusmateriaaleihin. Käytännön sovelluksissa moduulin tuottama lämpö johdetaan alustasta jäähdytyselementtiin tai lämpöä johtavaan elementtiin. Tehoalustan ja lämpöä johtavan elementin kosketuspinnalla on kuitenkin lämpötilaero, ja tätä lämpötilaeroa on säädettävä. Substraatin lämpötilan tulisi olla kosketuspinnan lämpötilan nousun ja lämpöä johtavan elementin lämpötilan summa. Jos sitä ei hallita, kosketuspinnan lämpötilan nousu on erityisen merkittävää.
Siksi kosketuspinnan alueen tulisi olla mahdollisimman suuri, ja kosketuspinnan sileyden tulisi olla 5 metrin sisällä, eli 0,005 tuuman sisällä. Pinnan epätasaisuuden poistamiseksi kosketuspinta on täytettävä lämpöä johtavalla liimalla tai lämpötyynyllä. Asianmukaisten toimenpiteiden jälkeen kosketuspinnan lämmönkestävyys voidaan vähentää alle 0,1 °C/W:seen. Lämpötilan nousua voidaan vähentää vain vähentämällä lämmöntuottoa ja lämmönkestävyyttä tai virrankulutusta. Virtalähteen suurin lähtöteho liittyy sovellusympäristön lämpötilaan. Vaikuttavia parametreja ovat yleensä: tehohäviö, lämmönkestävyys ja suurin virtalähteen kotelon lämpötila. Teholähteet, joilla on suuri hyötysuhde ja parempi lämmönpoisto, nostavat lämpötilaa alemmasti, ja niiden käyttökelpoisella lämpötilalla on marginaali nimellistehossa. Virtalähteet, joiden hyötysuhde on heikompi tai lämpöhädänpoisto heikko, nostavat lämpötilaa enemmän, koska ne vaativat ilmajäähdytystä tai ne on leikattava käytettäväksi.
3. Säteilylämmön haihtumismenetelmä
Säteilylämmön haihtuminen on perättäinen säteilevä lämmönsiirto, kun kaksi rajapintaa eri lämpötiloissa kohtaavat toisensa. Säteilyn vaikutus yhden kohteen lämpötilaan riippuu monista tekijöistä, kuten eri komponenttien lämpötilaerosta, komponenttien ulkopintaa, komponenttien sijainnista ja niiden välisestä etäisyydestä. Käytännön sovelluksissa näitä tekijöitä on vaikea määrittää, ja yhdistettynä ympäröivän ympäristön oman säteilevän energianvaihdon vaikutukseen on vaikea laskea tarkasti säteilyn sotkuisia vaikutuksia lämpötilaan. Käytännön sovelluksissa virtalähteen on mahdotonta käyttää pelkästään säteilylämmön haihtumista, koska tämä menetelmä voi yleensä hajottaa vain 10% tai vähemmän kokonaislämmöstä. Sitä käytetään yleensä pääasiallisen lämmönpoistomenetelmän apuvälineenä, eikä sitä yleensä oteta huomioon lämpösuunnittelussa. Sen vaikutus lämpötilaan. Virtalähteen toimintatilassa sen lämpötila on yleensä korkeampi kuin ulkoympäristön lämpötila, ja säteilyn siirto auttaa yleistä lämmön haihtumista. Erityisolosuhteissa virtalähteen lähellä olevat lämmönlähteet, kuten suuritehoiset vastukset, laitelevyt jne., Näiden esineiden säteily aiheuttaa virtamoduulin lämpötilan nousun.
