Thermische Kühlung von Stromversorgungsanwendungen

   Beim Wort „Powermanagement“ denken die meisten an MOS-Röhren, Wandler, Transformatoren etc. Tatsächlich ist Powermanagement viel mehr als das. Das Netzteil erzeugt während des Betriebs Wärme, und der kontinuierliche Temperaturanstieg führt zu Leistungsänderungen, die schließlich zu einem Systemausfall führen können. Darüber hinaus verkürzt Hitze auch die Lebensdauer von Komponenten und beeinträchtigt die langfristige Zuverlässigkeit. Energiemanagement beinhaltet daher auch Wärmemanagement.

Mikrokosmisch : 

    Eine einzelne Komponente wird durch übermäßige Erwärmung überhitzt, aber die Temperatur des restlichen Systems und der Hülle liegt innerhalb der Grenze.

Makroskopisch:

 Die Temperatur des gesamten Systems ist aufgrund des Wärmestaus mehrerer Wärmequellen zu hoch.

Ein einfaches Verständnis ist, dass selbst wenn der Temperaturanstieg einer Heizkomponente seine zulässige Grenze überschreitet, was zu einem Temperaturanstieg des gesamten Systems führt, dies nicht unbedingt bedeutet, dass das gesamte System überhitzt ist, sondern die von der Komponente erzeugte überschüssige Wärme muss abgeführt werden.

      Hitze mVerwaltung folgenws die Grundprinzipien der Physik. Es gibt drei Arten der Wärmeleitung: Strahlung, Wärmeleitung und Konvektion. Bei den meisten elektronischen Systemen besteht die erforderliche Kühlung darin, die Wärme die Wärmequelle durch Leitung verlassen zu lassen und sie dann durch Konvektion an andere Orte zu übertragen.

     Es gibt drei am häufigsten verwendete Strahlungselemente: Kühlkörper, Wärmerohre und Lüfter. Kühlkörper und Heatpipe sind passive Kühlsysteme ohne Stromversorgung, während Lüfter ein aktives Umluftkühlsystem ist.

Kühlkörper:

        Der Kühlkörper ist eine Aluminium- oder Kupferstruktur, die Wärme von der Wärmequelle durch Leitung erhalten und die Wärme an den Luftstrom übertragen kann, um Konvektion zu realisieren. Kühlkörper gibt es in Tausenden von Größen und Formen, von kleinen gestanzten Metallrippen, die einen einzelnen Transistor verbinden, bis hin zu großen Profilen mit vielen Rippen, die Wärme abfangen und an den konvektiven Luftstrom übertragen können.

Heatpipes:

     Bedeutet normalerweise Heatpipes-Montagemodule. Es enthält das versiegelte Metallrohr aus Sinterkern und Arbeitsflüssigkeit. Es wird nicht selbst als Strahler verwendet. Seine Funktion besteht darin, Wärme von der Wärmequelle aufzunehmen und an den kälteren Bereich zu übertragen.Die Wärmequelle wandelt das Arbeitsmedium in dem abgedichteten Rohr in Dampf um, und der Dampf überträgt Wärme an das kältere Ende des Wärmerohrs. An diesem Ende kondensiert der Dampf zu einer Flüssigkeit und gibt Wärme ab, während die Flüssigkeit zum heißeren Ende zurückkehrt.

Fan:

Es ist der erste Schritt, den passiven Kühlkörper und die Heatpipe aufzugeben und sich in Richtung der aktiven Wärmeableitungsvorrichtung der Zwangsluftkühlung zu bewegen, aber der Lüfter hat auch einige Nachteile:

1. Erhöhen Sie die Kosten, benötigen Sie mehr Platz.

2. verbraucht Energie und beeinträchtigt die Effizienz des gesamten Systems und kann zu einem Ausfall führen.

3. Erstellen Sie ein Nasenproblem

In vielen Fällen, insbesondere wenn der Luftströmungsweg gekrümmt, vertikal oder blockiert ist, sind sie jedoch normalerweise die einzige Möglichkeit, einen ausreichenden Luftstrom zu erhalten.

Power Thermal Management kann die Temperatur von Komponenten und der internen Umgebung in der Stromversorgung reduzieren, die Lebensdauer von Produkten verlängern und die Zuverlässigkeit verbessern. Es geht um das Gleichgewicht zwischen Größe, Leistung, Effizienz, Gewicht, Zuverlässigkeit und Kosten. Die Prioritäten und Einschränkungen des Projekts müssen bewertet werden.