Güç modülünün ısı dağıtma modunun açıklaması
Güç modülleri için üç ısı yayma yöntemi vardır: konveksiyon, iletim ve radyasyon. Pratik uygulamalarda, çoğu ana ısı dağıtma yöntemi olarak konveksiyon kullanır. Tasarım uygunsa, iki ısı yayılımı iletim ve radyasyon yöntemiyle birleştiğinde, etki en üst düzeye çıkarılacaktır. Ancak tasarımın hatalı olması olumsuz etkilere neden olacaktır. Bu nedenle, bir güç modülü tasarlarken, bir ısı yayma sistemi tasarlamak önemli bir bağlantı haline geldi.
1. Konveksiyon soğutma yöntemi
Konveksiyonla ısı dağılımı, ısı dağılımı etkisini elde etmek için sıvı ortam havası yoluyla ısı transferini ifade eder. Bu bizim ortak ısı dağıtma yöntemimizdir. Konveksiyon yöntemleri genel olarak zorlanmış konveksiyon ve doğal konveksiyon olmak üzere ikiye ayrılır. Zorlanmış konveksiyon, ısıtma nesnesinin yüzeyinden akan havaya ısı transferini ifade eder ve doğal konveksiyon, daha düşük bir sıcaklıkta ısıtma nesnesinin yüzeyinden çevreleyen havaya ısı transferini ifade eder. Doğal konveksiyon kullanmanın avantajları basit uygulama, düşük maliyet, harici bir soğutma fanına gerek olmaması ve yüksek güvenilirliktir. Zorlanmış konveksiyonun normal kullanım için alt tabaka sıcaklığına ulaşması için daha büyük bir soğutucu gerektirir ve yer kaplar.
Doğal konveksiyon radyatörünün tasarımına dikkat edin. Yatay radyatörün ısı yayma etkisi zayıfsa, yatay olarak monte edildiğinde radyatörün alanı uygun şekilde arttırılmalı veya ısıyı dağıtmak için zorlanmış konveksiyon yapılmalıdır.
2. İletim ısı dağılımı yöntemi
Güç modülü kullanımdayken, alt tabakadaki ısı, ısı ileten eleman vasıtasıyla uzak ısı yayma yüzeyine iletilmelidir, böylece alt tabakanın sıcaklığı, ısı yayıcı maddenin sıcaklığının toplamına eşit olacaktır. yüzey, ısı ileten elemanın sıcaklık artışı ve iki temas yüzeyinin sıcaklık artışı. Bu şekilde, bileşenlerin normal şekilde çalışabilmesini sağlamak için ısı enerjisi etkin bir alanda uçabilir. Bir termal elemanın termal direnci, uzunluğu ile doğru orantılı ve kesit alanı ve termal iletkenliği ile ters orantılıdır. Montaj alanı ve maliyeti düşünülmüyorsa ısıl direnci en küçük olan radyatör kullanılmalıdır. Güç kaynağının alt tabaka sıcaklığı biraz düştüğü için, arızalar arasındaki ortalama süre önemli ölçüde iyileşecek, güç kaynağının kararlılığı artacak ve hizmet ömrü daha uzun olacaktır.
Sıcaklık, güç kaynağının performansını etkileyen önemli bir faktördür, bu nedenle radyatör seçerken üretim malzemelerine odaklanmalısınız. Pratik uygulamalarda, modül tarafından üretilen ısı, alt tabakadan ısı emiciye veya ısı ileten elemana iletilir. Ancak, güç alt tabakası ile ısı ileten eleman arasındaki temas yüzeyinde bir sıcaklık farkı olacaktır ve bu sıcaklık farkı kontrol edilmelidir. Alt tabakanın sıcaklığı, temas yüzeyinin sıcaklık artışının ve ısı ileten elemanın sıcaklığının toplamı olmalıdır. Kontrol edilmezse, temas yüzeyinin sıcaklık artışı özellikle önemli olacaktır. Bu nedenle, temas yüzeyinin alanı mümkün olduğu kadar büyük olmalı ve temas yüzeyinin pürüzsüzlüğü 5 mil içinde, yani 0,005 inç içinde olmalıdır.
Yüzeyin pürüzlülüğünü ortadan kaldırmak için temas yüzeyi termal iletken yapıştırıcı veya termal ped ile doldurulmalıdır. Uygun önlemler alındıktan sonra temas yüzeyinin ısıl direnci 0,1°C/W'nin altına düşürülebilir. Sıcaklık artışı yalnızca ısı yayılımını ve termal direnci veya güç tüketimini azaltarak azaltılabilir. Güç kaynağının maksimum çıkış gücü, uygulama ortamı sıcaklığı ile ilgilidir. Etkileyen parametreler genellikle şunları içerir: güç kaybı, termal direnç ve maksimum güç kaynağı kasa sıcaklığı. Yüksek verimliliğe ve daha iyi ısı yayılımına sahip güç kaynakları, daha düşük bir sıcaklık artışına sahip olacak ve bunların kullanılabilir sıcaklıklarının, nominal güç çıkışında bir marjı olacaktır. Daha düşük verimliliğe veya zayıf ısı yayılımına sahip güç kaynakları, hava soğutması gerektirdiğinden veya kullanım için düşürülmesi gerektiğinden daha yüksek bir sıcaklık artışına sahip olacaktır.
3. Radyasyon ısı dağılımı yöntemi
Radyasyon ısı yayılımı, farklı sıcaklıklara sahip iki arayüz karşı karşıya geldiğinde meydana gelen ardışık ısı yayılımı transferidir. Radyasyonun tek bir nesnenin sıcaklığı üzerindeki etkisi, çeşitli bileşenlerin sıcaklık farkı, bileşenlerin dışı, bileşenlerin konumu ve aralarındaki mesafe gibi birçok faktöre bağlıdır. Pratik uygulamalarda, bu faktörlerin ölçülmesi zordur ve çevredeki ortamın' kendi radyan enerji değişiminin etkisiyle birleştiğinde, radyasyonun sıcaklık üzerindeki dağınık etkilerini doğru bir şekilde hesaplamak zordur.
Pratik uygulamalarda, bir güç kaynağının tek başına radyasyon ısı yayılımını kullanması imkansızdır, çünkü bu yöntem genellikle toplam ısının sadece %10'unu veya daha azını dağıtabilir. Genellikle ana ısı dağıtma yönteminin yardımcı bir aracı olarak kullanılır ve genellikle termal tasarımda dikkate alınmaz. Sıcaklık üzerindeki etkisi. Güç kaynağının çalışma durumunda, sıcaklığı genellikle dış ortamın sıcaklığından daha yüksektir ve radyasyon transferi, genel ısı dağılımına yardımcı olur. Ancak, özel durumlarda, yüksek güç dirençleri, cihaz kartları vb. gibi güç kaynağının yakınındaki ısı kaynakları, bu nesnelerin radyasyonu güç kaynağı modülünün sıcaklığının yükselmesine neden olacaktır.
