Der er tre effektive metoder til at køle et strømmodul

Der er tre grundlæggende metoder til energioverførsel af strømmoduler fra et område med høj temperatur til et område med lav temperatur: stråling, transmission og konvektion.

Stråling: Elektromagnetisk induktionsoverførsel af varme mellem to objekter med forskellig temperatur.

Overførsel: Overførsel af varme gennem et fast medium.

Konvektion: Overførsel af varme gennem et flydende medium (luft).

1, stråling varmeafledning

Når to grænseflader med forskellige temperaturer konfronteres, forårsages en kontinuerlig strålingsoverførsel af varme.

Den endelige indflydelse af stråling på temperaturen af ​​nogle objekter afhænger af mange faktorer: temperaturforskellen for hver komponent, orienteringen af ​​relaterede komponenter, glatheden af ​​overfladen af ​​komponenter og afstanden mellem dem.

Fordi der ikke er nogen måde at kvantificere denne faktor, kombineret med indflydelsen af ​​den strålingskinetiske energiudveksling af det omgivende miljø selv, er det vanskeligt at beregne skaden af ​​stråling på temperaturen, hvilket er kompliceret og vanskeligt at beregne nøjagtigt.

I den specifikke anvendelse af switching power converter kontrolmodul er det usandsynligt, at strålingsvarmeafledning bruges som køletilstand for konverteren alene.

I de fleste tilfælde spreder strålingskilden kun 10 procent eller mindre af den samlede varme. Derfor er strålingsvarmeafledningen generelt kun som en hjælpemetode ud over nøglevarmeafledningsmetoden, og det termiske designskema tager generelt ikke hensyn til dens indflydelse på strømmodulets temperatur.

I den specifikke applikation er temperaturen på konverterkontrolmodulet højere end den naturlige miljøtemperatur, så den kinetiske energioverførsel af stråling er befordrende for varmeafledning.

Men i nogle tilfælde er temperaturen på nogle varmekilder omkring kontrolmodulet (kort til elektronisk enhed, højeffektmodstand osv.) højere end strømmodulets temperatur, og strålevarmen fra disse objekter vil i stedet lave temperaturen af kontrolmodulets stigning.

I varmeafledningsdesignskemaet skal de relative positioner af de perifere komponenter i konverterkontrolmodulet arrangeres videnskabeligt i henhold til påvirkningen af ​​varmestråling.

Når varmeelementet er tæt på omformerstyringsmodulet, for at svække strålingskildens varmeeffekt, skal den tynde finne på varmeskjoldet indsættes mellem styremodulet og varmeelementet.

2, transmission varmeafledning

I mange applikationer overføres den varme, der genereres fra strømmodulets substrat, til fjerne varmeafledningsoverflader af varmeoverførselskomponenter.

På denne måde vil temperaturen på PSU-substratet være lig med temperaturen på køleoverfladen, temperaturen på varmeoverførselskomponenten og summen af ​​temperaturerne på de to overflader.

Den termiske modstand af varmeoverførselskomponenter er proportional med længden L mellem de to, og omvendt proportional med tværsnitsarealet og varmeoverførselshastigheden mellem de to, ved brug af passende råmaterialer og tværsnitsareal, men kan også effektivt reducere termisk modstand af varmeoverførselskomponenter.

Hvor installationsplads og -omkostninger er acceptable, bør kølepladen med den mindste termiske modstand anvendes.

Det skal huskes, at når PSU-substrattemperaturen er lidt reduceret, vil den gennemsnitlige tid til fejl (MTBF) stige betydeligt.

Produktion og fremstilling af råmaterialer til køleplade er nøglefaktoren, der påvirker effektiviteten. Vi skal være opmærksomme på mange aspekter, når vi vælger.

I de fleste applikationer vil den varme, der genereres af strømmodulet, blive overført fra substratet til radiatoren eller varmeoverførselskomponenterne.

Temperaturforskellen mellem overfladen af ​​strømmodulets substrat og varmeoverførselskomponenten skal dog kontrolleres. Den termiske modstand er forbundet i serie i varmeafledningskontrolsløjfen. Temperaturen på substratet skal være summen af ​​overfladetemperaturen og temperaturen af ​​varmeoverførselskomponenten.

Hvis det ikke kontrolleres, vil stigningen i overfladetemperaturen være meget mærkbar.

Det samlede overfladeareal skal være så stort som muligt, og overfladeglatheden skal være inden for 5 mil (0.005 ft).

For bedre at fjerne den konvekse og konkave overflade kan du fylde overfladen med termisk klæbemiddel eller varmeoverførselspude.

Med passende foranstaltninger kan overfladens termiske modstand reduceres til mindre end 0,1 grad/W.

Temperaturen kan reduceres, og TAmax kan kun øges ved at reducere varmeafledning og termisk modstand (RTH) eller strømforbrug (Ploss). Den maksimale effekt af skiftestrømforsyningen er relateret til applikationstemperaturen. De vigtigste påvirkende parametre inkluderer tab udgangseffekt Ploss, termisk modstand RTH og maksimal switching power shell temperatur TC.

Skiftende strømforsyning med den bedste effektivitet og varmeafledning har en lavere temperatur.

I nominel udgangseffekt vil deres brugbare temperatur være overskud.

Skiftende strømforsyning med lav effektivitet eller svag varmeafledning har en højere temperatur.

De skal være luftkølede eller nedsat til påføring.

3, konvektions varmeafledning

Konvektiv varmeafledning er den mest almindelige måde til varmeafledning i AEP-strømkonvertere. Konvektion er generelt opdelt i naturlig konvektion og tvungen konvektion.

Varmeoverførsel fra den varme blokoverflade til den lavere temperatur af den omgivende statiske gas, kaldet naturlig konvektion;

Overførslen af ​​varme fra overfladen af ​​den varme blok til den flydende gas kaldes tvungen konvektion.

Fordelene ved naturlig konvektion er meget nemme at opnå, ingen elektrisk ventilator, lavere omkostninger og høj troværdighed af varmeafledning.

Imidlertid er mængden af ​​køleplade, der kræves for at opnå den samme substrattemperatur, meget stor sammenlignet med tvungen konvektion.

Sinda Thermal er en professionel og erfaren kølepladeproducent, vores fabrik er blevet grundlagt over 8 år, vi leverer varianter af køleplader til de globale kunder, vi kan tilbyde det optimerede termiske design og køleplader af høj kvalitet. Kontakt os venligst, hvis du har varmekrav.