Drei effektive Methoden zur Wärmeableitung von Leistungsmodulen
Es gibt zwei grundlegende Methoden für die Energieübertragung von Leistungsmodulen vom Hochtemperaturbereich in den Niedertemperaturbereich: Strahlung und Konvektion.
Strahlung: Die elektromagnetische Induktionsübertragung von Wärme, die zwischen zwei Blöcken unterschiedlicher Temperatur erzeugt wird.
Konvektion: Wärmeübertragung durch flüssiges Medium (Gas).
In einer Vielzahl von spezifischen Anwendungen haben alle drei Methoden der Wärmeübertragung oft unterschiedliche Wirkungsgrade. In den meisten Anwendungen ist Konvektion die kritischste Wärmeübertragungsmethode. Wenn die anderen beiden Wärmeableitungsmethoden hinzugefügt werden, ist die tatsächliche Wirkung besser. In manchen Situationen können diese beiden Methoden jedoch auch kontraproduktive Auswirkungen haben. Daher sollten beim Entwerfen eines hochwertigen Wärmeableitungssystems alle drei Wärmeübertragungsmethoden sorgfältig berücksichtigt werden.
Leistungsmodul
1. Wärmeableitung der Strahlungsquelle
Wenn sich zwei Grenzflächen mit unterschiedlichen Temperaturen gegenüberstehen, führt dies zu einer kontinuierlichen Wärmeübertragung durch Strahlung.
Der letztendliche Einfluss der Strahlung auf die Temperatur bestimmter Objekte wird von vielen Faktoren bestimmt: der Temperaturdifferenz verschiedener Komponenten, der Ausrichtung der zugehörigen Komponenten, der Glätte der Oberfläche der Komponenten und dem Abstand zwischen ihnen. Da es keine Möglichkeit gibt, dieses Element quantitativ zu analysieren, sowie den Einfluss der Umgebung'des eigenen kinetischen Strahlungsenergieaustauschs, ist es sehr kompliziert, den Schaden der Strahlung für die Temperatur zu messen, und es ist schwierig, genau zu sein Berechnung.
Bei der speziellen Anwendung des Schaltnetzteil-Umrichter-Steuermoduls ist es unwahrscheinlich, dass man sich als Kühlmethode des Umrichters ausschließlich auf die Ableitung von Strahlungswärme verlässt. In den meisten Fällen leitet die Strahlungsquelle nur 10 % oder weniger der gesamten Wärmeerzeugung ab. Daher wird Strahlungswärme im Allgemeinen nur als Hilfsmethode zusätzlich zur Schlüsselwärmeableitungsmethode verwendet, und der thermische Designplan berücksichtigt im Allgemeinen ihre Wirkung nicht. Der Einfluss der Temperatur des Netzteilmoduls. In bestimmten Anwendungen ist die Temperatur des allgemeinen Umrichtersteuermoduls höher als die natürliche Umgebungstemperatur. Daher ist die kinetische Strahlungsenergieübertragung der Wärmeableitung förderlich. Unter bestimmten Bedingungen ist jedoch die Temperatur einiger Wärmequellen (elektronische Geräteplatinen, Hochleistungswiderstände usw.) um das Steuermodul herum höher als die Temperatur des Leistungsmoduls, und die Strahlungswärme dieser Objekte erhöht die Temperatur des Steuermoduls.
Im Entwurfsplan für die Wärmeableitung sollten die relativen Positionen der Peripheriekomponenten des Umrichtersteuermoduls wissenschaftlich nach dem Einfluss der Wärmestrahlung angeordnet werden. Wenn sich die heißen Bauteile in der Nähe des Umrichter-Steuermoduls befinden, sollten die dünnen Rippen der Wärmedämmplatte zwischen dem Steuermodul und den heißen Bauteilen eingesetzt werden, um die Wärmewirkung der Strahlungsquelle zu schwächen.
2. Konvektionswärmeableitung
Konvektionswärmeableitung ist die am häufigsten verwendete Wärmeableitungsmethode für Epson-Leistungswandler. Konvektion wird im Allgemeinen in zwei Arten unterteilt: natürliche Konvektion und erzwungene Konvektion. Die Übertragung von Wärme von der Oberfläche des heißen Blocks auf das umgebende statische Gas mit einer niedrigeren Temperatur wird als natürliche Konvektion bezeichnet; Die Übertragung von Wärme von der Oberfläche des heißen Blocks auf das flüssige Gas wird als erzwungene Konvektion bezeichnet.
Die Vorteile der natürlichen Konvektion bestehen darin, dass sie sehr einfach zu implementieren ist, keine elektrischen Ventilatoren erfordert, kostengünstig ist und eine hohe Zuverlässigkeit bei der Wärmeableitung bietet. Im Gegensatz zur erzwungenen Konvektion ist jedoch zum Erreichen der gleichen Substrattemperatur ein großer Kühlkörper erforderlich.
Bei der Gestaltung von natürlichen Konvektionsheizkörpern sollte auch Folgendes beachtet werden:
Generell werden für den Kühlkörper nur die Hauptparameter des vertikalen Kühlkörpers angegeben. Der tatsächliche Wärmeableitungseffekt des horizontalen Kühlkörpers ist schwach. Wenn eine horizontale Installation erforderlich ist, sollte die Fläche des Heizkörpers entsprechend vergrößert werden, und es kann auch eine erzwungene Konvektionswärmeableitung verwendet werden.
