Com dissenyar un radiador de potència
Hi ha tres mètodes de dissipació de calor per als mòduls de potència:convecció, conducció i radiació.
En aplicacions pràctiques, la majoria d'ells utilitzen la convecció com a mètode principal de dissipació de calor. Si el disseny és adequat, juntament amb els dos mètodes de dissipació de calor de conducció i radiació, l'efecte es maximitzarà. Tanmateix, si el disseny és inadequat, provocarà efectes adversos. Per tant, quan es dissenya un mòdul de potència, el disseny d'un sistema de dissipació de calor s'ha convertit en un enllaç important.
1. Mètode de dissipació de calor per convecció
La dissipació de calor per convecció es refereix a la transferència de calor a través de l'aire mitjà fluid per aconseguir l'efecte de dissipació de calor. És el nostre mètode comú de dissipació de calor.
Els mètodes de convecció generalment es divideixen en dos tipus, convecció forçada i convecció natural.La convecció forçada es refereix a la transferència de calor de la superfície de l'objecte de calefacció a l'aire que flueix, i la convecció natural es refereix a la transferència de calor de la superfície de l'objecte de calefacció a l'aire circumdant a una temperatura més baixa.
Els avantatges d'utilitzar la convecció natural són una implementació senzilla, un baix cost, sense necessitat d'un ventilador de refrigeració extern i una gran fiabilitat. Perquè la convecció forçada arribi a la temperatura del substrat per a un ús normal, requereix un dissipador de calor més gran i ocupa espai. Preste atenció al disseny dels radiadors de convecció natural. Si el radiador horitzontal té un efecte de dissipació de calor deficient, l'àrea del radiador s'ha d'augmentar adequadament o la convecció forçada per dissipar la calor quan s'instal·la horitzontalment.
2. Mètode de dissipació de calor conductora
Quan el mòdul d'alimentació està en ús, la calor del substrat s'ha de conduir a la superfície de dissipació de calor llunyana a través de l'element de conducció de calor, de manera que la temperatura del substrat sigui igual a la temperatura de la superfície de dissipació de calor, l'augment de temperatura. de l'element de conducció de calor i l'augment de temperatura de les dues superfícies de contacte. Suma. D'aquesta manera, l'energia tèrmica es pot volatilitzar en un espai efectiu per garantir que els components puguin funcionar amb normalitat. La resistència tèrmica d'un element tèrmic és directament proporcional a la longitud, i inversament proporcional a la seva àrea de secció transversal i conductivitat tèrmica. Si no es té en compte l'espai d'instal·lació i el cost, s'ha d'utilitzar el radiador amb la menor resistència tèrmica. Com que la temperatura del substrat de la font d'alimentació cau una mica, el temps mitjà entre fallades es millorarà significativament, l'estabilitat de la font d'alimentació es millorarà i la vida útil serà més llarga. La temperatura és un factor important que afecta el rendiment de la font d'alimentació, per la qual cosa, a l'hora d'escollir un radiador, hauríeu de centrar-vos en els seus materials de fabricació. En aplicacions pràctiques, la calor generada pel mòdul es condueix des del substrat fins al dissipador de calor o l'element conductor de reducció de calor. Tanmateix, hi haurà una diferència de temperatura a la superfície de contacte entre el substrat de potència i l'element conductor de reducció de calor, i aquesta diferència de temperatura s'ha de controlar. La temperatura del substrat ha de ser la suma de l'augment de temperatura de la superfície de contacte i la temperatura de l'element conductor de la calor. Si no es controla, l'augment de temperatura de la superfície de contacte serà especialment important.
Per tant, l'àrea de la superfície de contacte ha de ser tan gran com sigui possible i la suavitat de la superfície de contacte ha d'estar a 5 mil·límetres, és a dir, a 0.005 polzades. Per eliminar les irregularitats de la superfície, la superfície de contacte s'ha d'omplir amb cola conductora tèrmica o coixinet tèrmic. Després de prendre les mesures adequades, la resistència tèrmica de la superfície de contacte es pot reduir a menys de 0,1 graus /W. Només reduint la dissipació de calor i la resistència tèrmica o el consum d'energia es pot reduir l'augment de temperatura. La potència de sortida màxima de la font d'alimentació està relacionada amb la temperatura de l'entorn de l'aplicació. Els paràmetres que influeixen generalment inclouen: pèrdua de potència, resistència tèrmica i temperatura màxima de la caixa d'alimentació. Les fonts d'alimentació amb alta eficiència i una millor dissipació de calor tindran un augment de temperatura menor i la seva temperatura útil tindrà un marge a la potència nominal de sortida. Les fonts d'alimentació amb menor eficiència o una mala dissipació de calor tindran un augment de temperatura més elevat perquè requereixen refrigeració per aire o s'han de rebaixar per al seu ús.
3. Mètode de dissipació de calor per radiació
La dissipació de calor per radiació és la transferència radiativa successiva de calor quan dues interfícies amb temperatures diferents s'enfronten. La influència de la radiació en la temperatura d'un únic objecte depèn de molts factors, com ara la diferència de temperatura de diversos components, l'exterior dels components, la posició dels components i la distància entre ells. En aplicacions pràctiques, aquests factors són difícils de quantificar i, juntament amb la influència de l'intercanvi d'energia radiant del propi medi ambient, és difícil calcular amb precisió els efectes desordenats de la radiació sobre la temperatura. En aplicacions pràctiques, és impossible que una font d'alimentació utilitzi només la dissipació de calor per radiació, perquè aquest mètode generalment només pot dissipar el 10 per cent o menys de la calor total. Normalment s'utilitza com a mitjà auxiliar del mètode principal de dissipació de calor i generalment no es té en compte en el disseny tèrmic. El seu efecte sobre la temperatura. En l'estat de funcionament de la font d'alimentació, la seva temperatura és generalment superior a la temperatura de l'entorn exterior i la transferència de radiació ajuda a la dissipació general de la calor. Tanmateix, en circumstàncies especials, fonts de calor properes a la font d'alimentació, com ara resistències de potència de reducció alta, plaques de dispositius, etc., la radiació d'aquests objectes farà que la temperatura del mòdul d'alimentació augmenti.
