Tres mètodes efectius per a la dissipació de calor dels mòduls de potència
There are three basic methods for power module energy transfer from high temperature area to low temperature area: radiation, transmission and convection.
Radiació:
The electromagnetic induction transfer of heat generated between two blocks of different temperatures.
Transmissió:
La transferència de la generació de calor a través d'un medi sòlid.
Convecció:
La transferència de calor a través d'un medi fluid (gas).
In a variety of specific applications, all three methods of heat transfer often have different levels of effect. In most applications, convection is the most critical heat transfer method. If the other two heat dissipation methods are added, the actual effect will be better. However, in some situations, these two methods may also have counterproductive effects. Therefore, when designing a high reduce quality heat dissipation system, all three heat transfer methods are carefully considered.
power module
1, radiation source, heat dissipation
When two interfaces with different temperatures face each other, it will cause continuous radiation transfer of heat.
La influència final de la radiació sobre la temperatura de determinats blocs està determinada per molts factors: la diferència de temperatura de diversos components, l'orientació dels components relacionats, la suavitat de la superfície dels components i el seu espai mutu, etc.
Because there is no way to quantitatively analyze this element, plus the influence of the surrounding environment39;s own radiative kinetic energy exchange, it is very complicated to measure the harm of radiation to temperature, and it is difficult to accurately calculate.
En l'aplicació específica del mòdul de control del convertidor de potència de commutació, és poc probable que confiï únicament en la dissipació de calor radiant com a mètode de refrigeració del convertidor.
In most cases, the radiant source only dissipates 10 percent or less of the total heat generation. Therefore, radiant heat is generally only used as an auxiliary method in addition to the key heat dissipation method, and it is generally not considered in the thermal design plan. The influence of the temperature of the power supply module. In specific applications, the temperature of the general converter control module is higher than the natural ambient temperature. Therefore, the radiant kinetic energy transfer is conducive to heat dissipation. However, under some conditions, the temperature of some heat sources (electronic device boards, high reduce power resistors, etc.) around the control module is higher than the temperature of the power module, and the radiant heat of these objects will increase the temperature of the control module.
En el pla de disseny de dissipació de calor, les posicions relatives dels components perifèrics del mòdul de control del convertidor s'han d'ordenar científicament segons la influència que provocarà la radiació de calor. Quan els components calents estan a prop del mòdul de control del convertidor, per tal de debilitar l'efecte de calefacció de la font de radiació, les aletes primes del tauler d'aïllament tèrmic s'han d'inserir entre el mòdul de control i els components calents.
2, transmission heat dissipation
En moltes aplicacions, la calor generada al substrat del mòdul de potència s'ha de transferir a una superfície llarga de dissipació de calor mitjançant components de transferència de calor. D'aquesta manera, la temperatura del substrat del mòdul de potència serà equivalent a la suma de la temperatura de la superfície de dissipació de calor, la temperatura dels components de transferència de calor i la temperatura d'ambdues superfícies.
The thermal resistance of the heat transfer components is proportional to the length L between the two, and inversely proportional to the cross reduce sectional area and heat transfer rate between the two. The use of appropriate raw materials and cross reduce sectional areas can also effectively reduce the thermal resistance of the heat transfer components. When installation space and cost are allowed, the radiator with the least thermal resistance should be used. It should be kept in mind that if the substrate temperature of the power module decreases slightly, the mean time between failures (MTBF) will increase significantly.
Les matèries primeres per a la producció de dissipadors de calor són un element clau que afecta l'eficiència, per la qual cosa cal parar atenció a molts aspectes a l'hora de seleccionar. En la majoria de les aplicacions, la calor generada pel mòdul d'alimentació es transferirà des del substrat al dissipador de calor o als components de transferència de calor. Tanmateix, hi haurà una diferència de temperatura a la superfície entre el substrat del mòdul de potència i els components de transferència de calor. Aquest tipus de diferència de temperatura s'ha de controlar.
La resistència tèrmica es connecta en sèrie al bucle de control de dissipació de calor. La temperatura del substrat ha de ser la temperatura superficial i els components de transferència de calor. La suma de la temperatura. Si no es controla, l'augment de temperatura de la superfície serà molt evident. La superfície total ha de ser tan gran com sigui possible i la suavitat de la superfície ha d'estar a 5 mil·límetres (0.005 peus). Per eliminar millor les irregularitats de la superfície, podeu omplir la superfície amb cola conductora tèrmica o coixinet de transferència de calor. ) Després de prendre les contramesures adequades, la resistència tèrmica superficial es pot reduir a menys de 0,1 graus /W. Només reduint la resistència tèrmica de dissipació de calor (RTH) o reduint el consum d'energia (Ploss) es pot reduir la temperatura i augmentar el TAmax.
The maximum power of the switching power supply is related to the temperature of the application scene. The main parameters that affect the output power loss Ploss, thermal resistance RTH and the highest switching power supply Case temperature TC. The switching power supply with high efficiency and best heat dissipation will have a lower temperature. When the nominal output power is output, their usable temperature will be marginal. The temperature of a switching power supply with lower efficiency or weak heat dissipation will be higher. They must be air reduce cooled or derated applications.
3, convection heat dissipation
Convection heat dissipation is the most commonly used heat dissipation method for Aipu power converters. Convection is generally divided into natural convection and forced convection. The transfer of heat from the surface of the hot block to the surrounding static gas at a lower temperature is called natural convection; the transfer of heat from the surface of the hot block to the fluid gas is called forced convection. The advantages of natural convection are that it is very easy to implement, does not require electric fans, is low in cost, and has high reliability in heat dissipation. However, in contrast to forced convection, in order to achieve the same substrate temperature, a large heat sink is required.
Natural convection radiator design should also pay attention to the following:
En general, només es donen els paràmetres principals dels dissipadors de calor verticals per als dissipadors de calor. L'efecte real de dissipació de calor del dissipador de calor horitzontal és feble. Si es requereix una instal·lació horitzontal, l'àrea del radiador s'ha d'augmentar adequadament i també es pot utilitzar la dissipació de calor per convecció forçada.
