Welche Möglichkeiten gibt es, das Netzteil gut zu kühlen?

Wenn Elektroingenieure den Begriff"Power Management" erwähnen, denken die meisten an MOS-Röhren, Wandler, Transformatoren usw.

Tatsächlich ist Power Management viel mehr als das.

Das Netzteil erzeugt während des Betriebs Wärme, und ein ständiger Temperaturanstieg führt zu Leistungsänderungen, die schließlich zu Systemausfällen führen können. Darüber hinaus verkürzt Hitze die Lebensdauer der Komponenten und beeinträchtigt die langfristige Zuverlässigkeit.

Daher umfasst das Energiemanagement auch das Wärmemanagement. In Bezug auf das Wärmemanagement müssen zwei Gesichtspunkte verstanden werden:

& quot;Mikro" Probleme

Eine einzelne Komponente hat sich durch übermäßige Wärmeentwicklung überhitzt, aber die Temperatur des restlichen Systems und des Gehäuses liegt im Rahmen.

& quot;Makro" Probleme Die Temperatur des gesamten Systems ist zu hoch aufgrund des Wärmestaus von mehreren Wärmequellen.

Der Ingenieur muss bestimmen, wie viele der Wärmemanagementprobleme Mikro- und Makroprobleme sind, und den Grad der Korrelation zwischen den beiden bestimmen.

Das einfache Verständnis ist, dass selbst wenn der Temperaturanstieg einer wärmeerzeugenden Komponente ihre zulässige Grenze überschreitet und das gesamte System aufheizt, dies nicht unbedingt eine Überhitzung des gesamten Systems bedeutet, sondern die von der Komponente erzeugte überschüssige Wärme muss abgeführt werden.

Wo bleibt die Hitze?

An einem kälteren Ort verstreut, kann es sich um den angrenzenden Teil des Systems und das Chassis oder außerhalb des Chassis handeln (nur möglich, wenn die Außentemperatur niedriger als die Innentemperatur ist).

Modellierung und umfassende Simulation Separate passive Systeme sind größer, aber zuverlässiger und effizienter, und Lüfter können in Situationen eine Rolle spielen, in denen passive Kühlung nicht allein verwendet werden kann.

Welches System zur Kühlung gewählt wird, ist oft eine schwierige Entscheidung.

Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig zu bestimmen, wie viel Kühlluft benötigt wird und wie eine Kühlung durch Modellierung und Simulation erreicht werden kann, was für effiziente Wärmemanagementstrategien unerlässlich ist.

Beim Miniaturmodell werden die Wärmequelle und ihr Wärmeflussweg durch ihren Wärmewiderstand charakterisiert, wobei der Wärmewiderstand durch das verwendete Material, die Qualität und die verwendete Größe bestimmt wird.

Die Modellierung zeigt den Wärmefluss von der Wärmequelle und ist auch der erste Schritt bei der Bewertung von Komponenten, die aufgrund ihrer eigenen Wärmeableitung thermische Störfälle verursachen.

Beispielsweise stellen Gerätehersteller wie ICs mit hoher Wärmeableitung, MOSFETs und IGBTs normalerweise thermische Modelle bereit, die Details des thermischen Pfads von der Wärmequelle zur Oberfläche des Geräts liefern können.

Sobald die thermische Belastung jeder Komponente bekannt ist, besteht der nächste Schritt darin, auf Makroebene zu modellieren, was sowohl einfach als auch komplex ist: Passen Sie die Größe des Luftstroms durch verschiedene Wärmequellen an, um seine Temperatur unter dem zulässigen Grenzwert zu halten; Verwenden Sie die Lufttemperatur, den verfügbaren ungezwungenen Luftstrom, den Ventilatorluftstrom und andere Faktoren, um grundlegende Berechnungen durchzuführen, um die Temperatursituation grob zu verstehen.

Der nächste Schritt besteht darin, das Modell und die Position jeder Wärmequelle, Leiterplatte, Gehäuseoberfläche und anderer Faktoren zu verwenden, um eine komplexere Modellierung des gesamten Produkts und seiner Verpackung durchzuführen.

Schließlich muss die Modellierung zwei Probleme lösen: Das Problem der Spitzen- und Durchschnittsverluste. Beispielsweise haben ein stationäres Bauteil mit einer kontinuierlichen Wärmeableitung von 1 W und ein Gerät mit einer Wärmeableitung von 10 W, aber mit einem intermittierenden Arbeitszyklus von 10 % unterschiedliche thermische Effekte.

Das heißt, die durchschnittliche Wärmeableitung ist gleich und die damit verbundene Wärmemasse und der Wärmestrom erzeugen unterschiedliche Wärmeverteilungen. Die meisten CFD-Anwendungen können statische und dynamische Analysen kombinieren.

Die Unvollkommenheit der physischen Verbindung zwischen der Oberfläche des Bauteils und dem Miniaturmodell, beispielsweise die physische Verbindung zwischen der Oberseite des IC-Gehäuses und dem Kühlkörper.

Wenn die Verbindung einen geringen Abstand hat, erhöht sich der Wärmewiderstand dieses Pfades, und es ist notwendig, die Kontaktfläche mit einem Wärmeleitpad zu füllen, um die Wärmeleitfähigkeit des Pfades zu erhöhen.

Das Wärmemanagement kann die Temperatur der Komponenten in der Stromversorgung und der internen Umgebung senken, was die Produktlebensdauer verlängern und die Zuverlässigkeit verbessern kann.

Aber Thermomanagement ist ein integriertes Konzept, bis ins Detail heruntergebrochen ein Riesenthema.

Es beinhaltet die Kompromisse von Größe, Leistung, Effizienz, Gewicht, Zuverlässigkeit und Kosten.Die Priorität und die Einschränkungen des Projekts müssen bewertet werden.