Как да проектираме радиатор за захранване
Има три метода за разсейване на топлината за силови модули: конвекция, проводимост и радиация. В практически приложения повечето от тях използват конвекцията като основен метод за разсейване на топлината. Ако дизайнът е подходящ, съчетан с двата метода за разсейване на топлината - проводимост и излъчване, ефектът ще бъде максимален. Въпреки това, ако дизайнът е неправилен, това ще доведе до неблагоприятни последици. Следователно, при проектирането на захранващ модул, проектирането на система за разсейване на топлината се превърна във важна връзка.
1. Метод на конвективно разсейване на топлината Конвективното разсейване на топлината се отнася до преноса на топлина през въздуха на течната среда за постигане на ефекта на разсейване на топлината. Това е нашият общ метод за разсейване на топлината. Методите на конвекция обикновено се делят на два вида, принудителна конвекция и естествена конвекция. Принудителната конвекция се отнася до преноса на топлина от повърхността на нагревателния обект към течащия въздух, а естествената конвекция се отнася до преноса на топлина от повърхността на нагревателния обект към околния въздух при по-ниска температура. Предимствата на използването на естествена конвекция са простото изпълнение, ниска цена, липса на нужда от външен вентилатор за охлаждане и висока надеждност. За да може принудителната конвекция да достигне температурата на основата за нормална употреба, тя изисква по-голям радиатор и заема място. Обърнете внимание на дизайна на радиатори с естествена конвекция. Ако хоризонталният радиатор има слаб ефект на разсейване на топлината, площта на радиатора трябва да бъде съответно увеличена или да се принуди конвекция за разсейване на топлината, когато се монтира хоризонтално.
2. Метод на проводимо разсейване на топлината Когато захранващият модул се използва, топлината върху субстрата трябва да се отведе към далечната повърхност за разсейване на топлина през топлопроводимия елемент, така че температурата на субстрата да бъде равна на температурата на топлината повърхността на разсейване, повишаването на температурата на топлопроводимия елемент и повишаването на температурата на двете контактни повърхности. Сума По този начин топлинната енергия може да бъде изпарена в ефективно пространство, за да се гарантира, че компонентите могат да работят нормално. Топлинното съпротивление на термичния елемент е право пропорционално на дължината и обратно пропорционално на неговата площ на напречното сечение и топлопроводимост. Ако мястото за монтаж и цената не се вземат предвид, трябва да се използва радиаторът с най-малко топлинно съпротивление. Тъй като температурата на основата на захранването пада малко, средното време между повредите ще се подобри значително, стабилността на захранването ще се подобри и експлоатационният живот ще бъде по-дълъг. Температурата е важен фактор, който влияе върху производителността на захранването, така че при избора на радиатор трябва да се съсредоточите върху неговите производствени материали. В практически приложения топлината, генерирана от модула, се отвежда от основата към радиатора или топлопроводящия елемент. Въпреки това ще има температурна разлика на контактната повърхност между захранващия субстрат и топлопроводящия елемент и тази температурна разлика трябва да се контролира. Температурата на основата трябва да бъде сумата от повишаването на температурата на контактната повърхност и температурата на топлопроводящия елемент. Ако не се контролира, повишаването на температурата на контактната повърхност ще бъде особено значително. Следователно, площта на контактната повърхност трябва да бъде възможно най-голяма, а гладкостта на контактната повърхност трябва да бъде в рамките на 5 mils, тоест в рамките на 0,005 инча. За да се елиминират неравностите на повърхността, контактната повърхност трябва да се запълни с топлопроводимо лепило или термоподложка. След предприемане на подходящи мерки термичното съпротивление на контактната повърхност може да бъде намалено до под 0,1°C/W. Само чрез намаляване на разсейването на топлината и термичното съпротивление или консумацията на енергия може да се намали повишаването на температурата. Максималната изходна мощност на захранването е свързана с температурата на околната среда на приложението. Влиятелните параметри обикновено включват: загуба на мощност, термично съпротивление и максимална температура на корпуса на захранването. Захранващите устройства с висока ефективност и по-добро разсейване на топлината ще имат по-ниско повишаване на температурата, а тяхната използваема температура ще има марж при номиналната мощност. Захранващите устройства с по-ниска ефективност или лошо разсейване на топлината ще имат по-високо повишаване на температурата, защото изискват въздушно охлаждане или трябва да бъдат намалени за употреба.
3. Метод на радиационно разсейване на топлината Радиационното разсейване на топлината е последователният радиационен пренос на топлина, когато две интерфейси с различни температури са изправени един срещу друг. Влиянието на радиацията върху температурата на един обект зависи от много фактори, като температурната разлика на различните компоненти, външната страна на компонентите, позицията на компонентите и разстоянието между тях. В практически приложения тези фактори са трудни за количествено определяне и в съчетание с влиянието на собствения обмен на лъчиста енергия на околната среда', е трудно да се изчислят точно разхвърляните ефекти на радиацията върху температурата. В практически приложения е невъзможно захранването да използва само разсейване на радиационна топлина, тъй като този метод обикновено може да разсее само 10% или по-малко от общата топлина. Обикновено се използва като спомагателно средство за основния метод за разсейване на топлината и обикновено не се взема предвид при топлинния дизайн. Ефектът му върху температурата. В работно състояние на захранването, неговата температура обикновено е по-висока от температурата на външната среда, а преносът на радиация подпомага цялостното разсейване на топлината. Въпреки това, при специални обстоятелства, източници на топлина в близост до захранването, като резистори с висока мощност, платки на устройства и т.н., излъчването на тези обекти ще доведе до повишаване на температурата на захранващия модул.
