Bir güç radyatörü nasıl tasarlanır
Güç modülleri için üç ısı dağıtma yöntemi vardır:konveksiyon, iletim ve radyasyon.
Pratik uygulamalarda, çoğu ana ısı dağılım yöntemi olarak konveksiyon kullanır. Tasarım uygunsa, iki ısı dağılımı iletim ve radyasyon yöntemi ile birleştiğinde, etki en üst düzeye çıkarılacaktır. Ancak, tasarım uygun değilse, olumsuz etkilere neden olacaktır. Bu nedenle, bir güç modülü tasarlarken, bir ısı dağılım sistemi tasarlamak önemli bir bağlantı haline gelmiştir.
1. Konveksiyon ısı dağılım yöntemi
Konveksiyon ısı dağılımı, ısı dağılımı etkisini elde etmek için ısının akışkan orta havadan aktarılmasını ifade eder. Bu bizim yaygın ısı dağılım yöntemimizdir.
Konveksiyon yöntemleri genellikle zorla konveksiyon ve doğal konveksiyon olmak üzere iki tipe ayrılır.Zorla konveksiyon, ısıtma nesnesinin yüzeyinden akan havaya ısı transferini, doğal konveksiyon ise ısının ısıtma nesnesinin yüzeyinden daha düşük bir sıcaklıkta çevredeki havaya aktarılmasını ifade eder.
Doğal konveksiyon kullanmanın avantajları basit uygulama, düşük maliyet, harici bir soğutma fanına gerek kalmaması ve yüksek güvenilirliktir. Zorunlu konveksiyonun normal kullanım için substrat sıcaklığına ulaşması için daha büyük bir ısı emici gerektirir ve yer kaplar. Doğal konveksiyon radyatörlerinin tasarımına dikkat edin. Yatay radyatörün zayıf bir ısı dağılımı etkisi varsa, radyatörün alanı uygun şekilde artırılmalı veya yatay olarak monte edildiğinde ısıyı dağıtmak için zorla konveksiyon yapılmalıdır.
2. İlrrasyonel ısı dağılımı yöntemi
Güç modülü kullanımdayken, substrattaki ısı, ısı iletim elemanı aracılığıyla uzak ısı dağılımı yüzeyine yapılmalıdır, böylece substratın sıcaklığı ısı dağılımı yüzeyinin sıcaklığına, ısı iletim elemanının sıcaklık artışına ve iki temas yüzeyinin sıcaklık artışına eşit olacaktır. Toplam. Bu şekilde, ısı enerjisi bileşenlerin normal çalışabilmesini sağlamak için etkili bir alanda volatilize edilebilir. Bir termal elemanın termal direnci uzunlukla doğru orantılıdır ve kesit alanı ve termal iletkenliği ile ters orantılıdır. Kurulum alanı ve maliyeti dikkate alınmazsa, en küçük termal dirence sahip radyatör kullanılmalıdır. Güç kaynağının substrat sıcaklığı biraz düştüğü için, arızalar arasındaki ortalama süre önemli ölçüde iyileştirilecek, güç kaynağının stabilitesi artırılacak ve hizmet ömrü daha uzun olacaktır. Sıcaklık, güç kaynağının performansını etkileyen önemli bir faktördür, bu nedenle bir radyatör seçerken, üretim malzemelerine odaklanmalısınız. Pratik uygulamalarda, modülün ürettiği ısı, substrattan ısı emici veya ısı iletken elemana kadar gerçekleştirilir. Bununla birlikte, güç substratı ile ısı iletici eleman arasındaki temas yüzeyinde bir sıcaklık farkı olacaktır ve bu sıcaklık farkı kontrol edilmelidir. Substratın sıcaklığı, temas yüzeyinin sıcaklık artışının ve ısı iletken elemanın sıcaklığının toplamı olmalıdır. Kontrol edilmezse, temas yüzeyinin sıcaklık artışı özellikle önemli olacaktır.
Bu nedenle, temas yüzeyinin alanı mümkün olduğunca büyük olmalı ve temas yüzeyinin pürüzsüzlüğü 5 mil, yani 0.005 inç içinde olmalıdır. Yüzeyin düzensizliğini ortadan kaldırmak için, temas yüzeyi termal iletken tutkal veya termal ped ile doldurulmalıdır. Uygun önlemler aldıktan sonra temas yüzeyinin termal direnci 0,1°C/W'nin altına düşürülebilir. Sadece ısı dağılımını ve termal direnci veya güç tüketimini azaltarak sıcaklık artışı 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 dağılımına sahip güç kaynakları daha düşük bir sıcaklık artışına sahip olacak ve kullanılabilir sıcaklıkları nominal güç çıkışında bir marja sahip olacaktır. Daha düşük verimli veya zayıf ısı dağılımına sahip güç kaynakları, hava soğutması gerektirdiğinden veya kullanım için derlenmesi gerektiğinden daha yüksek bir sıcaklık artışına sahip olacaktır.
3. Radyasyon ısısı dağılma yöntemi
Radyasyon ısısı dağılımı, farklı sıcaklıklara sahip iki arayüz karşı karşıya geldiğinde ısının art arda radyal 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 çevrenin kendi ışıltılı enerji değişiminin etkisiyle birleştiğinde, radyasyonun sıcaklık üzerindeki dağınık etkilerini doğru bir şekilde hesaplamak zordur. Pratik uygulamalarda, bir güç kaynağının radyasyon ısısı dağılımını tek başına kullanması imkansızdır, çünkü bu yöntem genellikle toplam ısının sadece% 10'unu veya daha azını dağıtabilir. Genellikle ana ısı dağılım yönteminin yardımcı 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. Bununla birlikte, özel koşullar altında, yüksek güçlü dirençler, cihaz kartları vb.
