Beschreibung des Wärmeableitungsmodus des Leistungsmoduls
Es gibt drei Wärmeableitungsmethoden für Leistungsmodule: Konvektion, Leitung und Strahlung. In praktischen Anwendungen verwenden die meisten von ihnen Konvektion als Hauptmethode zur Wärmeableitung. Wenn das Design angemessen ist, wird der Effekt in Verbindung mit den beiden Wärmeableitungsmethoden Leitung und Strahlung maximiert. Wenn das Design jedoch falsch ist, führt dies zu nachteiligen Auswirkungen. Daher ist bei der Entwicklung eines Leistungsmoduls die Planung eines Wärmeableitungssystems zu einem wichtigen Bindeglied geworden.
1. Konvektionskühlmethode
Konvektionswärmeableitung bezieht sich auf die Übertragung von Wärme durch das Fluidmedium Luft, um den Wärmeableitungseffekt zu erzielen. Es ist unsere übliche Wärmeableitungsmethode. Konvektionsmethoden werden im Allgemeinen in zwei Arten unterteilt, erzwungene Konvektion und natürliche Konvektion. Erzwungene Konvektion bezieht sich auf die Übertragung von Wärme von der Oberfläche des Heizobjekts auf die strömende Luft, und natürliche Konvektion bezieht sich auf die Übertragung von Wärme von der Oberfläche des Heizobjekts auf die Umgebungsluft bei einer niedrigeren Temperatur. Die Vorteile der Verwendung natürlicher Konvektion sind einfache Implementierung, niedrige Kosten, keine Notwendigkeit für einen externen Lüfter und hohe Zuverlässigkeit. Damit die erzwungene Konvektion die Substrattemperatur für den normalen Gebrauch erreicht, benötigt sie einen größeren Kühlkörper und nimmt Platz ein.
Achten Sie auf das Design des natürlichen Konvektionsheizkörpers. Wenn der horizontale Heizkörper eine schlechte Wärmeableitungswirkung hat, sollte die Fläche des Heizkörpers bei horizontaler Installation entsprechend vergrößert oder die Konvektion erzwungen werden, um Wärme abzuleiten.
2. Wärmeableitungsmethode
Wenn das Leistungsmodul verwendet wird, muss die Wärme auf dem Substrat durch das wärmeleitende Element zur Fernwärmeableitungsfläche geleitet werden, so dass die Temperatur des Substrats gleich der Summe der Temperatur der wärmeableitenden Oberfläche, des Temperaturanstiegs des wärmeleitenden Elements und des Temperaturanstiegs der beiden Kontaktflächen ist.
Auf diese Weise kann die Wärmeenergie in einem effektiven Raum verflüchtigt werden, um sicherzustellen, dass die Komponenten normal arbeiten können. Der Wärmewiderstand eines Thermischen Elements ist direkt proportional zur Länge und umgekehrt proportional zu seiner Querschnittsfläche und Wärmeleitfähigkeit. Wenn der Bauraum und die Kosten nicht berücksichtigt werden, sollte der Heizkörper mit dem geringsten Wärmewiderstand verwendet werden. Da die Substrattemperatur des Netzteils etwas sinkt, wird die mittlere Zeit zwischen ausfällen deutlich verbessert, die Stabilität des Netzteils verbessert und die Lebensdauer verlängert.
Die Temperatur ist ein wichtiger Faktor, der die Leistung des Netzteils beeinflusst, daher sollten Sie sich bei der Auswahl eines Heizkörpers auf seine Herstellungsmaterialien konzentrieren. In der Praxis wird die vom Modul erzeugte Wärme vom Substrat zum Kühlkörper oder Wärmeleitelement geleitet. Es wird jedoch eine Temperaturdifferenz auf der Kontaktfläche zwischen dem Leistungssubstrat und dem wärmeleitenden Element geben, und diese Temperaturdifferenz muss kontrolliert werden.
Die Temperatur des Substrats sollte die Summe aus dem Temperaturanstieg der Kontaktfläche und der Temperatur des wärmeleitenden Elements sein. Wenn es nicht kontrolliert wird, wird der Temperaturanstieg der Kontaktfläche besonders signifikant sein. Daher sollte die Fläche der Kontaktfläche so groß wie möglich sein, und die Glätte der Kontaktfläche sollte innerhalb von 5 mils liegen, dh innerhalb von 0,005 Zoll.
Um die Unebenheiten der Oberfläche zu beseitigen, sollte die Kontaktfläche mit Wärmeleitkleber oder Wärmeleitpad gefüllt werden. Nach entsprechenden Maßnahmen kann der Wärmewiderstand der Kontaktfläche auf unter 0,1°C/W reduziert werden. Nur durch die Reduzierung der Wärmeabfuhr und des Thermischen Widerstands oder des Stromverbrauchs kann der Temperaturanstieg reduziert werden. Die maximale Ausgangsleistung des Netzteils hängt von der Temperatur der Anwendungsumgebung ab. Zu den Einflussparametern gehören im Allgemeinen: Verlustleistung, thermischer Widerstand und maximale Temperatur des Netzteilgehäuses. Netzteile mit hohem Wirkungsgrad und besserer Wärmeableitung haben einen geringeren Temperaturanstieg, und ihre nutzbare Temperatur hat eine Marge bei der Nennleistung. Netzteile mit geringerem Wirkungsgrad oder schlechter Wärmeableitung haben einen höheren Temperaturanstieg, da sie eine Luftkühlung erfordern oder für den Einsatz derentiert werden müssen.
3. Strahlung Wärmeableitungsmethode
Strahlung Wärmeableitung ist die sukzessive Strahlungsübertragung von Wärme, die auftritt, wenn sich zwei Grenzflächen mit unterschiedlichen Temperaturen gegenüberstehen. Der Einfluss der Strahlung auf die Temperatur eines einzelnen Objekts hängt von vielen Faktoren ab, wie z.B. der Temperaturdifferenz verschiedener Komponenten, der Außenseite der Komponenten, der Position der Komponenten und dem Abstand zwischen ihnen. In praktischen Anwendungen sind diese Faktoren schwer zu quantifizieren, und in Verbindung mit dem Einfluss des strahlungseigenen Energieaustauschs der Umgebung ist es schwierig, die chaotischen Auswirkungen der Strahlung auf die Temperatur genau zu berechnen.
In praktischen Anwendungen ist es für ein Netzteil unmöglich, die Strahlungswärmeableitung allein zu nutzen, da diese Methode in der Regel nur 10% oder weniger der Gesamtwärme abführen kann. Es wird normalerweise als Hilfsmittel der Hauptwärmeableitungsmethode verwendet und wird im Allgemeinen nicht in der thermischen Auslegung berücksichtigt. Seine Wirkung auf die Temperatur. Im Betriebszustand der Stromversorgung ist ihre Temperatur im Allgemeinen höher als die Temperatur der äußeren Umgebung, und die Strahlungsübertragung hilft bei der gesamten Wärmeableitung. Unter besonderen Umständen, Wärmequellen in der Nähe der Stromversorgung, wie Hochleistungswiderstände, Geräteplatinen usw., führt die Strahlung dieser Objekte jedoch dazu, dass die Temperatur des Stromversorgungsmoduls ansteigt.
