Tiga kaedah yang berkesan untuk pelesapan haba modul kuasa
Terdapat tiga kaedah asas untuk pemindahan tenaga modul kuasa dari kawasan suhu tinggi ke kawasan suhu rendah: radiasi, penghantaran dan perolakan.
Radiasi:
Pemindahan induksi elektromagnet haba yang dihasilkan antara dua blok suhu yang berbeza.
Penularan:
Pemindahan penjanaan haba melalui medium pepejal.
Convection:
Pemindahan haba melalui medium cecair (gas).
Dalam pelbagai aplikasi tertentu, ketiga-tiga kaedah pemindahan haba sering mempunyai tahap kesan yang berbeza. Dalam kebanyakan aplikasi, perolakan adalah kaedah pemindahan haba yang paling kritikal. Jika dua kaedah pelesapan haba yang lain ditambah, kesan sebenar akan lebih baik. Walau bagaimanapun, dalam sesetengah keadaan, kedua-dua kaedah ini juga mungkin mempunyai kesan yang tidak produktif. Oleh itu, apabila mereka bentuk sistem pelesapan haba berkualiti tinggi, ketiga-tiga kaedah pemindahan haba dipertimbangkan dengan teliti.
modul kuasa
1, sumber radiasi, pelesapan haba
Apabila dua antara muka dengan suhu yang berbeza menghadapi satu sama lain, ia akan menyebabkan pemindahan radiasi berterusan haba.
Pengaruh akhir radiasi pada suhu blok tertentu ditentukan oleh banyak faktor: perbezaan suhu pelbagai komponen, orientasi komponen yang berkaitan, kelancaran permukaan komponen dan jarak bersama mereka, dan lain-lain.
Kerana tidak ada cara untuk menganalisis secara kuantitatif elemen ini, ditambah dengan pengaruh pertukaran tenaga kinetik radiatif persekitaran sekitarnya sendiri, sangat rumit untuk mengukur kemudaratan radiasi kepada suhu, dan sukar untuk mengira dengan tepat.
Dalam aplikasi khusus modul kawalan penukar kuasa beralih, ia tidak mungkin bergantung semata-mata pada pelesapan haba berseri sebagai kaedah penyejukan penukar.
Dalam kebanyakan kes, sumber berseri hanya hilang 10% atau kurang daripada jumlah penjanaan haba. Oleh itu, haba berseri biasanya hanya digunakan sebagai kaedah tambahan sebagai tambahan kepada kaedah pelesapan haba utama, dan secara amnya tidak dipertimbangkan dalam pelan reka bentuk haba. Pengaruh suhu modul bekalan kuasa. Dalam aplikasi tertentu, suhu modul kawalan penukar umum lebih tinggi daripada suhu ambien semulajadi. Oleh itu, pemindahan tenaga kinetik berseri adalah kondusif untuk pelesapan haba. Walau bagaimanapun, di bawah beberapa keadaan, suhu beberapa sumber haba (papan peranti elektronik, perintang kuasa tinggi, dan lain-lain) di sekitar modul kawalan adalah lebih tinggi daripada suhu modul kuasa, dan haba berseri objek ini akan meningkatkan suhu modul kawalan.
Dalam pelan reka bentuk pelesapan haba, kedudukan relatif komponen persisian modul kawalan penukar harus diatur secara saintifik mengikut pengaruh yang akan menyebabkan radiasi haba. Apabila komponen panas dekat dengan modul kawalan penukar, untuk melemahkan kesan pemanasan sumber radiasi, sirip nipis papan penebat haba harus dimasukkan antara modul kawalan dan komponen panas.
2, penyebaran haba pelesapan
Dalam banyak aplikasi, haba yang dihasilkan pada substrat modul kuasa mesti dipindahkan ke permukaan pelesapan haba yang panjang melalui komponen pemindahan haba. Dengan cara itu, suhu substrat modul kuasa akan bersamaan dengan jumlah suhu permukaan pelesapan haba, suhu komponen pemindahan haba, dan suhu kedua-dua permukaan.
Rintangan haba komponen pemindahan haba adalah berkadar dengan panjang L antara kedua-duanya, dan berkadar songsang dengan kawasan keratan rentas dan kadar pemindahan haba antara keduanya. Penggunaan bahan mentah yang sesuai dan kawasan keratan rentas juga dapat mengurangkan rintangan haba komponen pemindahan haba dengan berkesan. Apabila ruang pemasangan dan kos dibenarkan, radiator dengan rintangan haba yang paling sedikit harus digunakan. Perlu diingat bahawa jika suhu substrat modul kuasa berkurangan sedikit, masa min antara kegagalan (MTBF) akan meningkat dengan ketara.
Bahan mentah untuk pengeluaran sink haba adalah elemen utama yang mempengaruhi kecekapan, jadi anda mesti memberi perhatian kepada banyak aspek apabila memilih. Dalam kebanyakan aplikasi, haba yang dihasilkan oleh modul kuasa akan dipindahkan dari substrat ke sink haba atau komponen pemindahan haba. Walau bagaimanapun, akan ada perbezaan suhu di permukaan antara substrat modul kuasa dan komponen pemindahan haba. Perbezaan suhu jenis ini mesti dikawal.
Rintangan haba disambungkan dalam siri dalam gelung kawalan pelesapan haba. Suhu substrat mestilah suhu permukaan dan komponen pemindahan haba. Jumlah suhu. Sekiranya tidak dikawal, kenaikan suhu permukaan akan sangat jelas. Jumlah kawasan permukaan harus sebesar mungkin, dan kelancaran permukaan harus berada dalam 5 mil (0.005 kaki). Untuk lebih baik mengeluarkan ketidaksamaan permukaan, anda boleh mengisi permukaan dengan gam konduktif haba atau pad pemindahan haba. ) Selepas mengambil langkah balas yang sesuai, rintangan haba permukaan boleh dikurangkan ke bawah 0.1 °C /W. Hanya dengan mengurangkan rintangan haba pelesapan haba (RTH) atau mengurangkan penggunaan kuasa (Ploss) boleh suhu dikurangkan dan TAmax boleh ditingkatkan.
Kuasa maksimum bekalan kuasa penukaran berkaitan dengan suhu tempat kejadian aplikasi. Parameter utama yang menjejaskan kehilangan kuasa output Ploss, rintangan haba RTH dan bekalan kuasa suis tertinggi Kes suhu TC. Bekalan kuasa suis dengan kecekapan tinggi dan pelesapan haba terbaik akan mempunyai suhu yang lebih rendah. Apabila kuasa output nominal adalah output, suhu yang boleh digunakan akan menjadi marginal. Suhu bekalan kuasa suis dengan kecekapan yang lebih rendah atau pelesapan haba yang lemah akan lebih tinggi. Mereka mesti menjadi aplikasi sejuk udara atau derated.
3, pelesapan haba perolakan
Pelesapan haba konssipasi adalah kaedah pelesapan haba yang paling biasa digunakan untuk penukar kuasa Aipu. Convection secara amnya dibahagikan kepada perolakan semulajadi dan perolakan paksa. Pemindahan haba dari permukaan blok panas ke gas statik di sekitarnya pada suhu yang lebih rendah dipanggil perolakan semulajadi; pemindahan haba dari permukaan blok panas ke gas cecair dipanggil perolakan paksa. Kelebihan perolakan semulajadi adalah bahawa ia sangat mudah dilaksanakan, tidak memerlukan kipas elektrik, rendah kos, dan mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi dalam pelesapan haba. Walau bagaimanapun, berbeza dengan perolakan paksa, untuk mencapai suhu substrat yang sama, sink haba yang besar diperlukan.
Reka bentuk radiator perolakan semulajadi juga harus memberi perhatian kepada perkara berikut:
Secara amnya, hanya parameter utama sink haba menegak diberikan untuk sink haba. Kesan pelesapan haba sebenar sink haba mendatar adalah lemah. Sekiranya pemasangan mendatar diperlukan, kawasan radiator harus ditingkatkan dengan sewajarnya, dan pelesapan haba perolakan paksa juga boleh digunakan.
