Esistono tre metodi efficaci per raffreddare un modulo di alimentazione

Esistono tre metodi di base per il trasferimento di energia del modulo di potenza da un'area ad alta temperatura a un'area a bassa temperatura: irraggiamento, trasmissione e convezione.

Radiazione: trasferimento di calore per induzione elettromagnetica tra due oggetti di diversa temperatura.

Trasmissione: Trasferimento di calore attraverso un mezzo solido.

Convezione: Trasferimento di calore attraverso un mezzo fluido (aria).

1, dissipazione del calore per radiazione

Quando si confrontano due interfacce di temperature diverse, si provoca un continuo trasferimento radiativo di calore.

L'influenza finale della radiazione sulla temperatura di alcuni oggetti dipende da molti fattori: la differenza di temperatura di ciascun componente, l'orientamento dei componenti correlati, la levigatezza della superficie dei componenti e la distanza tra loro.

Poiché non c'è modo di quantificare questo fattore, unito all'influenza dello scambio di energia cinetica radiante dell'ambiente circostante stesso, è difficile calcolare il danno della radiazione alla temperatura, che è complicato e difficile da calcolare con precisione.

Nell'applicazione specifica del modulo di controllo del convertitore di potenza di commutazione, è improbabile che la dissipazione del calore radiante venga utilizzata come modalità di raffreddamento del solo convertitore.

Nella maggior parte dei casi, la sorgente di radiazione dissipa solo il 10% o meno del calore totale. Pertanto, la dissipazione del calore per radiazione è generalmente solo un modo ausiliario in aggiunta al metodo di dissipazione del calore chiave e lo schema di progettazione termica generalmente non considera la sua influenza sulla temperatura del modulo di potenza.

Nell'applicazione specifica, la temperatura del modulo di controllo del convertitore è superiore alla temperatura dell'ambiente naturale, quindi il trasferimento di energia cinetica della radiazione favorisce la dissipazione del calore.

Tuttavia, in alcuni casi, la temperatura di alcune fonti di calore attorno al modulo di controllo (scheda elettronica, resistenza di alta potenza, ecc.) è superiore a quella del modulo di potenza, e il calore radiante di questi oggetti farà invece aumentare la temperatura dell'aumento del modulo di controllo.

Nello schema di progettazione della dissipazione del calore, le posizioni relative dei componenti periferici del modulo di controllo del convertitore devono essere disposte scientificamente in base all'influenza della radiazione termica.

Quando l'elemento riscaldante è vicino al modulo di controllo del convertitore, per indebolire l'effetto di riscaldamento della sorgente di radiazione, l'aletta sottile dello scudo termico deve essere inserita tra il modulo di controllo e l'elemento riscaldante.

2, dissipazione del calore di trasmissione

In molte applicazioni, il calore generato dal substrato del modulo di potenza viene trasferito a superfici di dissipazione del calore distanti dai componenti di trasferimento del calore.

In questo modo la temperatura del substrato dell'alimentatore sarà uguale alla temperatura della superficie di raffreddamento, alla temperatura del componente di scambio termico e alla somma delle temperature delle due superfici.

La resistenza termica dei componenti di trasferimento del calore è proporzionale alla lunghezza L tra i due e inversamente proporzionale all'area della sezione trasversale e alla velocità di trasferimento del calore tra i due, utilizzando materie prime appropriate e area della sezione trasversale, ma può anche ridurre efficacemente la resistenza termica dei componenti di scambio termico.

Dove lo spazio di installazione e il costo sono accettabili, dovrebbe essere utilizzato il dissipatore di calore con la minore resistenza termica.

Va tenuto presente che quando la temperatura del substrato dell'alimentatore viene leggermente ridotta, il tempo medio al guasto (MTBF) aumenterà in modo significativo.

La produzione e la fabbricazione di materie prime per il dissipatore di calore è il fattore chiave che influenza l'efficienza. Dobbiamo prestare attenzione a molti aspetti durante la selezione.

Nella maggior parte delle applicazioni, il calore generato dal modulo di potenza verrà trasferito dal substrato al radiatore o ai componenti di trasferimento del calore.

Tuttavia, la differenza di temperatura tra la superficie del substrato del modulo di potenza e il componente di trasferimento del calore deve essere controllata. La resistenza termica è collegata in serie nel circuito di controllo della dissipazione del calore. La temperatura del substrato dovrebbe essere la somma della temperatura superficiale e della temperatura del componente di scambio termico.

Se lasciato deselezionato, l'aumento della temperatura superficiale sarà molto evidente.

La superficie totale dovrebbe essere la più ampia possibile e la levigatezza della superficie dovrebbe essere entro 5 mil (0.005 piedi).

Per rimuovere meglio la superficie convessa e concava, è possibile riempire la superficie con adesivo termico o tampone di trasferimento del calore.

Con misure appropriate, la resistenza termica superficiale può essere ridotta a meno di 0.1 grado /W.

La temperatura può essere ridotta e TAmax può essere aumentata solo riducendo la dissipazione del calore e la resistenza termica (RTH) o il consumo energetico (Ploss). La potenza massima dell'alimentatore switching è legata alla temperatura dell'applicazione. I principali parametri che influenzano includono la perdita di potenza in uscita Ploss, la resistenza termica RTH e la temperatura massima dell'involucro della potenza di commutazione TC.

L'alimentatore switching con la migliore efficienza e dissipazione del calore ha una temperatura inferiore.

Nella potenza di uscita nominale, la loro temperatura utilizzabile sarà eccedente.

L'alimentatore switching con bassa efficienza o debole dissipazione del calore ha una temperatura più elevata.

Devono essere raffreddati ad aria o declassati per l'applicazione.

3, dissipazione del calore per convezione

La dissipazione del calore convettivo è il modo più comune di dissipazione del calore nei convertitori di potenza AEP. La convezione è generalmente divisa in convezione naturale e convezione forzata.

Trasferimento di calore dalla superficie calda del blocco alla temperatura più bassa del gas statico circostante, chiamato convezione naturale;

Il trasferimento di calore dalla superficie del blocco caldo al gas liquido è chiamato convezione forzata.

I vantaggi della convezione naturale sono molto facili da ottenere, nessun ventilatore elettrico, costi inferiori e alta credibilità della dissipazione del calore.

Tuttavia, il volume del dissipatore di calore richiesto per raggiungere la stessa temperatura del substrato è molto elevato rispetto alla convezione forzata.

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