Netzteilkühlung
Das Stromversorgungsmodul hat bei der Spannungswandlung Energieverluste. Die Erzeugung von thermischer Energie führt zur Erwärmung des Moduls, reduziert die Umwandlungseffizienz der Stromversorgung, beeinflusst direkt den normalen Betrieb des Leistungsmoduls und kann die Leistung anderer Geräte in der Umgebung direkt beeinflussen.
Es gibt drei grundlegende Methoden, um die Energie des Leistungsmoduls vom Hochtemperaturbereich in den Niedertemperaturbereich zu übertragen: Strahlung, Übertragung und Konvektion.
Strahlung: Elektromagnetische Induktionsübertragung von Wärme zwischen zwei Objekten mit unterschiedlichen Temperaturen.
Übertragung: Wärmeübertragung durch festes Medium.
Konvektion: Wärmeübertragung durch flüssiges Medium (Gas).
In verschiedenen spezifischen Anwendungen sind auch die Wirkungen der drei Wärmeübertragungsverfahren unterschiedlich. In den meisten Anwendungen ist Konvektion die zentrale Wärmeübertragungsmethode. Wenn zwei weitere Wärmeableitungsmethoden hinzugefügt werden, ist die tatsächliche Wirkung besser. In einigen Fällen können diese beiden Methoden jedoch auch nachteilige Auswirkungen haben. Daher sollten beim Entwurf eines hochwertigen Wärmeableitungssystems alle drei Wärmeübertragungsmethoden sorgfältig und vollständig berücksichtigt werden.
Es gibt drei effektive Möglichkeiten, das Leistungsmodul zu erwärmen:
1. Kühlung der Strahlungsquelle:
In den meisten Fällen vernichtet die Strahlungsquelle nur 10 Prozent oder weniger des gesamten Heizwerts. Daher wird die Strahlungskühlung im Allgemeinen nur als Hilfsmethode neben dem Kernentwärmungsverfahren verwendet, und ihr direkter Einfluss auf die Temperatur des Leistungsmoduls wird im Allgemeinen nicht vollständig in der thermischen Auslegung berücksichtigt. In bestimmten Anwendungen ist die Temperatur des Umrichtersteuergeräts im Allgemeinen höher als die natürliche Umgebungstemperatur. Daher ist die Übertragung von kinetischer Strahlungsenergie der Wärmeableitung förderlich.
Bei der thermischen Auslegung sollten die relativen Teile der Komponenten um das Konvertersteuergerät herum wissenschaftlich nach der direkten Einwirkung der Wärmestrahlung angeordnet werden. Wenn sich die Brühbauteile in der Nähe des Stromrichter-Steuermoduls befinden, sind zur Abschwächung der Erwärmungswirkung der Strahlungsquelle dünne Rippen der Wärmedämmplatte zwischen dem Steuermodul und den Brühbauteilen einzusetzen.
2. Getriebekühlung:
Die Verwendung geeigneter Rohstoffe und Querschnittsflächen kann auch den Wärmewiderstand von Wärmeübertragungskomponenten effektiv reduzieren. Wenn der Installationsraum und die Kosten zulässig sind, sollte der Kühlkörper mit dem niedrigsten Wärmewiderstandswert verwendet werden. Die Produktions- und Herstellungsrohstoffe des Kühlkörpers sind die Schlüsselfaktoren für die Effizienz, daher müssen wir bei der Auswahl auf viele Aspekte achten. Bei den meisten Anwendungen wird die vom Leistungsmodul erzeugte Wärme vom Substrat zum Kühler oder zu den Wärmeübertragungskomponenten übertragen.
3. Konvektionskühlung:
Konvektionskühlung ist eine häufig verwendete Wärmeableitungsmethode. Konvektion wird allgemein in natürliche Konvektion und erzwungene Konvektion unterteilt. Wärme wird von der Oberfläche des Heizblocks auf die umgebende statische Luft mit niedriger Temperatur übertragen, was als natürliche Konvektion bezeichnet wird; Wärme wird von der Oberfläche des Heizblocks auf die strömende Luft übertragen, was als erzwungene Konvektion bezeichnet wird.
Die Vorteile der natürlichen Konvektion sind einfach zu realisieren, kein elektrischer Lüfter, niedrige Kosten und hohe Zuverlässigkeit der Wärmeableitung. Im Vergleich zur erzwungenen Konvektion ist jedoch das Volumen des Kühlkörpers sehr groß, um die gleiche Substrattemperatur zu erreichen.
Hohe Temperaturen haben einen großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Leistungsmoduls. Die Verringerung der Umwandlungseffizienz der Stromversorgung kann nicht nur den normalen Betrieb des Leistungsmoduls direkt beeinträchtigen, sondern auch die Leistung und Lebensdauer anderer Geräte in der Umgebung direkt beeinträchtigen.
