Има три ефективни метода за охлаждане на захранващ модул
Има три основни метода за пренос на енергия от силов модул от зона с висока температура към зона с ниска температура: радиация, предаване и конвекция.
Радиация: Електромагнитна индукция на пренос на топлина между два обекта с различна температура.
Предаване: Предаване на топлина през твърда среда.
Конвекция: Пренос на топлина през течна среда (въздух).
1, радиационно разсейване на топлината
Когато се сблъскат два интерфейса с различни температури, се предизвиква непрекъснат радиационен пренос на топлина.
Крайното влияние на радиацията върху температурата на някои обекти зависи от много фактори: температурната разлика на всеки компонент, ориентацията на свързаните компоненти, гладкостта на повърхността на компонентите и разстоянието между тях.
Тъй като няма начин да се определи количествено този фактор, съчетан с влиянието на обмена на лъчиста кинетична енергия на самата заобикаляща среда, е трудно да се изчисли увреждането на радиацията върху температурата, което е сложно и трудно за точно изчисляване.
При конкретното приложение на модула за управление на импулсен преобразувател на мощност е малко вероятно разсейването на лъчиста топлина да се използва само като режим на охлаждане на преобразувателя.
В повечето случаи източникът на радиация разсейва само 10 процента или по-малко от общата топлина. Следователно радиационното разсейване на топлината обикновено е само като спомагателен начин в допълнение към ключовия метод за разсейване на топлината и схемата за термично проектиране обикновено не отчита влиянието му върху температурата на силовия модул.
В конкретното приложение температурата на контролния модул на преобразувателя е по-висока от температурата на естествената среда, така че преносът на кинетична енергия на радиация е благоприятен за разсейване на топлината.
В някои случаи обаче температурата на някои източници на топлина около модула за управление (платка на електронно устройство, съпротивление с висока мощност и т.н.) е по-висока от тази на модула за захранване и лъчистата топлина на тези обекти вместо това ще направи температурата на покачването на контролния модул.
В проектната схема за разсейване на топлината относителните позиции на периферните компоненти на модула за управление на преобразувателя трябва да бъдат подредени научно според влиянието на топлинното излъчване.
Когато нагревателният елемент е близо до контролния модул на преобразувателя, за да се отслаби ефектът на нагряване от източника на радиация, тънката перка на топлинния щит трябва да се постави между контролния модул и нагревателния елемент.
2, предаване на разсейване на топлината
В много приложения топлината, генерирана от субстрата на силовия модул, се прехвърля към отдалечени повърхности за разсейване на топлината чрез компоненти за пренос на топлина.
По този начин температурата на субстрата на PSU ще бъде равна на температурата на охлаждащата повърхност, температурата на топлопреносния компонент и сумата от температурите на двете повърхности.
Термичното съпротивление на компонентите за пренос на топлина е пропорционално на дължината L между двете и обратно пропорционално на площта на напречното сечение и скоростта на пренос на топлина между двете, като се използват подходящи суровини и площ на напречното сечение, но също така може ефективно да намали термично съпротивление на компонентите за пренос на топлина.
Когато пространството и разходите за монтаж са приемливи, трябва да се използва радиатор с най-малко топлинно съпротивление.
Трябва да се има предвид, че когато температурата на субстрата на PSU е леко намалена, средното време до отказ (MTBF) ще се увеличи значително.
Производството и производството на суровини за радиатор е ключовият фактор, влияещ върху ефективността. При избора трябва да обърнем внимание на много аспекти.
В повечето приложения топлината, генерирана от захранващия модул, ще бъде прехвърлена от субстрата към радиатора или топлопреносните компоненти.
Температурната разлика между повърхността на субстрата на захранващия модул и топлопреносния компонент обаче трябва да се контролира. Термичното съпротивление е свързано последователно в контролния контур на разсейването на топлината. Температурата на основата трябва да бъде сумата от температурата на повърхността и температурата на топлопреминаващия компонент.
Ако не се провери, повишаването на повърхностната температура ще бъде много забележимо.
Общата площ на повърхността трябва да бъде възможно най-голяма, а гладкостта на повърхността трябва да бъде в рамките на 5 mil (0.005 фута).
За да премахнете по-добре изпъкналата и вдлъбната повърхност, можете да запълните повърхността с термично лепило или термопреносна подложка.
С подходящи мерки повърхностното термично съпротивление може да бъде намалено до по-малко от 0.1 градус /W.
Температурата може да бъде намалена и TAmax може да бъде увеличена само чрез намаляване на разсейването на топлината и топлинното съпротивление (RTH) или консумацията на енергия (Ploss). Максималната мощност на импулсното захранване е свързана с температурата на приложение. Основните влияещи параметри включват загуба на изходна мощност Ploss, термично съпротивление RTH и максимална температура на обвивката на комутационна мощност TC.
Импулсното захранване с най-добра ефективност и разсейване на топлината има по-ниска температура.
При номинална изходна мощност тяхната използваема температура ще бъде излишък.
Импулсното захранване с ниска ефективност или слабо разсейване на топлината има по-висока температура.
Те трябва да бъдат с въздушно охлаждане или намалени за приложение.
3, конвекционно разсейване на топлината
Конвективното разсейване на топлината е най-разпространеният начин за разсейване на топлината в преобразувателите на мощност AEP. Конвекцията обикновено се разделя на естествена конвекция и принудителна конвекция.
Пренос на топлина от повърхността на горещия блок към по-ниската температура на заобикалящия статичен газ, наречен естествена конвекция;
Предаването на топлина от повърхността на горещия блок към течния газ се нарича принудителна конвекция.
Предимствата на естествената конвекция са много лесни за постигане, без електрически вентилатор, по-ниска цена и висока надеждност на разсейването на топлината.
Въпреки това обемът на радиатора, необходим за постигане на същата температура на субстрата, е много голям в сравнение с принудителната конвекция.
Sinda Thermal е професионален и опитен производител на радиатори, нашата фабрика е основана повече от 8 години, ние предоставяме различни радиатори на глобалните клиенти, можем да предложим оптимизиран термичен дизайн и страхотни качествени радиатори. Моля, свържете се с нас свободно, ако имате някакви термични изисквания.
