Millä tavoilla voi tehdä hyvää virtalähteen jäähdytystä?

Kun sähköinsinöörit mainitsevat termin"tehonhallinta", useimmat ihmiset ajattelevat MOS-putkia, muuntajia, muuntajia jne.

Itse asiassa virranhallinta on paljon muutakin.

Virtalähde tuottaa lämpöä, kun se toimii, ja jatkuva lämpötilan nousu aiheuttaa suorituskyvyn muutoksia, jotka voivat lopulta johtaa järjestelmähäiriöihin. Lisäksi lämpö lyhentää komponenttien käyttöikää ja vaikuttaa pitkäaikaiseen luotettavuuteen.

Siksi tehonhallintaan sisältyy myös lämmönhallinta. Lämmönhallinnan osalta on kaksi näkökulmaa, jotka on ymmärrettävä:

& quot;Mikro" ongelmia

Yksi komponentti on ylikuumentunut liiallisen lämmöntuoton vuoksi, mutta muun järjestelmän ja kotelon lämpötila on rajan sisällä.

& quot;Makro" ongelmat Koko järjestelmän lämpötila on liian korkea useista lämmönlähteistä kertyneen lämmön vuoksi.

Insinöörin on määritettävä, kuinka monet lämmönhallintaongelmista ovat mikro- ja makro-ongelmia, ja korrelaatioaste näiden kahden välillä.

Yksinkertainen käsitys on, että vaikka lämpöä tuottavan komponentin lämpötilan nousu ylittää sallitun rajansa ja aiheuttaa koko järjestelmän lämpenemisen, se ei välttämättä tarkoita koko järjestelmän ylikuumenemista, vaan komponentin tuottaman ylimääräisen lämmön täytyy olla hajallaan.

Joten mihin lämpö katoaa?

Hajallaan kylmempään paikkaan se voi olla järjestelmän ja alustan viereinen osa tai se voi olla rungon ulkopuolella (mahdollista vain, kun ulkolämpötila on alhaisempi kuin sisälämpötila).

Mallintaminen ja kattava simulointi Erilliset passiiviset järjestelmät ovat kooltaan suurempia, mutta luotettavampia ja tehokkaampia, ja puhaltimilla voi olla rooli tilanteissa, joissa passiivista jäähdytystä ei voida käyttää yksinään.

Mikä järjestelmä valita jäähdytykseen, on usein vaikea päätös.

Tällä hetkellä on tarpeen määrittää, kuinka paljon jäähdytysilmaa tarvitaan ja kuinka jäähdytys saadaan aikaan mallintamisen ja simuloinnin avulla, mikä on välttämätöntä tehokkaiden lämmönhallintastrategioiden kannalta.

Pienoismallissa lämmönlähteelle ja sen lämmönvirtauspolulle on tunnusomaista niiden lämpövastus, ja lämpövastus määräytyy käytetyn materiaalin, laadun ja koon mukaan.

Mallintaminen näyttää, kuinka lämpöä virtaa lämmönlähteestä ja se on myös ensimmäinen askel arvioitaessa komponentteja, jotka aiheuttavat lämpöonnettomuuksia omasta lämmönhajoamisestaan.

Esimerkiksi laitetoimittajat, kuten suuren lämpöä hajoavat IC:t, MOSFETit ja IGBT:t, tarjoavat yleensä lämpömalleja, jotka voivat tarjota yksityiskohtia lämpöreitistä lämmönlähteestä laitteen pintaan.

Kun kunkin komponentin lämpökuorma on tiedossa, seuraava vaihe on mallintaa makrotasolla, mikä on sekä yksinkertaista että monimutkaista: Säädä ilmavirran kokoa eri lämmönlähteiden läpi niin, että sen lämpötila pysyy sallitun rajan alapuolella; käytä ilman lämpötilaa, pakottamatonta ilmavirtaa käytettävissä olevaa virtausta, tuulettimen ilmavirtaa ja muita tekijöitä peruslaskelmien suorittamiseen lämpötilatilanteen karkeasti ymmärtämiseksi.

Seuraava askel on käyttää kunkin lämmönlähteen mallia ja sijaintia, PC-levyä, kuoren pintaa ja muita tekijöitä koko tuotteen ja sen pakkauksen monimutkaisempaa mallintamista varten.

Lopuksi mallintamisen on ratkaistava kaksi ongelmaa: Huipun ja keskimääräisen hajoamisen ongelma. Esimerkiksi vakaan tilan komponentilla, jonka jatkuva lämpöhäviö on 1 W, ja laitteella, jonka lämpöhäviö on 10 W, mutta jonka käyttöjakso on 10 %, on erilaisia ​​lämpövaikutuksia.

Toisin sanoen keskimääräinen lämmönhäviö on sama ja siihen liittyvä lämpömassa ja lämpövirta tuottaa erilaisia ​​lämmönjakaumia. Useimmat CFD-sovellukset voivat yhdistää staattisen ja dynaamisen analyysin.

Komponentin pinnan ja pienoismallin välisen fyysisen yhteyden epätäydellisyys, kuten IC-paketin yläosan ja jäähdytyselementin välinen fyysinen yhteys.

Jos liitännällä on pieni etäisyys, tämän polun lämpövastus kasvaa ja kosketuspinta on täytettävä lämpötyynyllä polun lämmönjohtavuuden parantamiseksi.

Lämmönhallinta voi alentaa komponenttien lämpötilaa virtalähteessä ja sisäisessä ympäristössä, mikä voi pidentää tuotteen käyttöikää ja parantaa luotettavuutta.

Mutta lämmönhallinta on integroitu konsepti, jos se jaetaan yksityiskohtiin, se on valtava aihe.

Se sisältää koon, tehon, tehokkuuden, painon, luotettavuuden ja kustannusten kompromisseja.Hankkeen prioriteetti ja rajoitteet on arvioitava.