Опис режиму тепловіддачі силового модуля
Існують три способи відведення тепла для силових модулів: конвекція, провідність і випромінювання. У практичному застосуванні більшість з них використовує конвекцію як основний метод розсіювання тепла. Якщо дизайн відповідний, у поєднанні з двома методами розсіювання тепла: провідністю та випромінюванням, ефект буде максимальним. Однак, якщо дизайн буде неправильним, це призведе до негативних наслідків. Тому при проектуванні силового модуля проектування системи тепловідведення стало важливою ланкою.
1. Конвекційний метод охолодження
Конвекційне тепловідведення відноситься до передачі тепла через текуче середовище повітря для досягнення ефекту розсіювання тепла. Це наш звичайний метод розсіювання тепла. Конвекційні методи зазвичай поділяють на два типи: примусова конвекція і природна конвекція. Під примусовою конвекцією розуміється передача тепла від поверхні об’єкта опалення до повітря, що протікає, а природна конвекція – до передачі тепла від поверхні об’єкта опалення до навколишнього повітря при більш низькій температурі. Перевагами використання природної конвекції є простота виконання, низька вартість, відсутність необхідності зовнішнього вентилятора охолодження та висока надійність. Щоб примусова конвекція досягла температури основи для нормального використання, вона потребує більшого радіатора та займає місце.
Зверніть увагу на конструкцію радіатора з природною конвекцією. Якщо горизонтальний радіатор має поганий ефект розсіювання тепла, площа радіатора повинна бути відповідно збільшена або примусова конвекція для розсіювання тепла при горизонтальній установці.
2. Кондукційний метод тепловіддачі
Коли використовується модуль живлення, тепло на підкладці має відводитися до дальньої поверхні тепловідведення через теплопровідний елемент, щоб температура підкладки дорівнювала сумі температури тепловіддачі. поверхні, підвищення температури теплопровідного елемента і підвищення температури двох контактних поверхонь. Таким чином, теплова енергія може випаровуватися в ефективному просторі, щоб забезпечити нормальну роботу компонентів. Тепловий опір теплового елемента прямо пропорційний довжині і обернено пропорційний площі його поперечного перерізу та теплопровідності. Якщо не врахувати простір для установки та вартість, слід використовувати радіатор з найменшим тепловим опором. Оскільки температура основи джерела живлення трохи падає, середній час між відмовами буде значно покращено, стабільність джерела живлення буде покращена, а термін служби буде довшим.
Температура є важливим фактором, який впливає на продуктивність блоку живлення, тому при виборі радіатора слід орієнтуватися на матеріали його виготовлення. У практичних застосуваннях тепло, що виробляється модулем, відводиться від підкладки до радіатора або теплопровідного елемента. Однак на поверхні контакту між силовою підкладкою і теплопровідним елементом буде різниця температур, і цю різницю температур необхідно контролювати. Температура основи повинна бути сумою підвищення температури контактної поверхні і температури теплопровідного елемента. Якщо його не контролювати, підвищення температури контактної поверхні буде особливо значним. Тому площа контактної поверхні повинна бути якомога більшою, а гладкість контактної поверхні повинна бути в межах 5 міл, тобто в межах 0,005 дюйма.
Щоб усунути нерівності поверхні, контактну поверхню слід заповнити термопровідним клеєм або термопрокладкою. Після вжиття відповідних заходів термічний опір контактної поверхні можна знизити нижче 0,1°C/Вт. Підвищення температури можна зменшити лише за рахунок зменшення тепловіддачі та теплового опору чи споживання електроенергії. Максимальна вихідна потужність джерела живлення залежить від температури середовища застосування. Впливаючими параметрами зазвичай є: втрати потужності, тепловий опір і максимальна температура корпусу блоку живлення. Блоки живлення з високим ККД і кращим тепловідведенням матимуть менший підйом температури, а їхня корисна температура матиме запас при номінальній потужності. Джерела живлення з нижчим ККД або поганим тепловиділенням будуть мати більш високу температуру, оскільки вони потребують повітряного охолодження або потребують зниження номіналів для використання.
3. Метод радіаційного тепловідведення
Радіаційне тепловиділення — це послідовна радіаційна передача тепла, яка відбувається, коли дві межі розділу з різними температурами стикаються одна з одною. Вплив випромінювання на температуру окремого об'єкта залежить від багатьох факторів, таких як різниця температур різних компонентів, зовнішній вигляд компонентів, положення компонентів і відстань між ними. У практичних застосуваннях ці фактори важко визначити кількісно, а в поєднанні з впливом власного променевого обміну енергії навколишнього середовища' важко точно розрахувати безладний вплив радіації на температуру.
У практичних застосуваннях джерело живлення не може використовувати лише тепловипромінювання, оскільки цей метод зазвичай може розсіювати лише 10% або менше загального тепла. Зазвичай він використовується як допоміжний засіб основного методу тепловідведення і, як правило, не враховується в тепловому проектуванні. Його вплив на температуру. У робочому стані джерела живлення його температура, як правило, вища за температуру зовнішнього середовища, а передача випромінювання сприяє загальному розсіювання тепла. Однак за особливих обставин джерел тепла поблизу джерела живлення, таких як потужні резистори, плати пристроїв тощо, випромінювання цих об’єктів призведе до підвищення температури модуля живлення.
