Tre effektive metoder til varmeafledning af effektmoduler

Der er tre grundlæggende metoder til energimodul energioverførsel fra høj temperatur område til lav temperatur område: stråling, transmission og konvektion.

Stråling:

Den elektromagnetiske induktionsoverførsel af varme genereret mellem to blokke af forskellige temperaturer.

Transmission:

Overførsel af varmeproduktion gennem et solidt medium.

Konvektion:

Overførsel af varme gennem et flydende medium (gas).

I en række specifikke anvendelser har alle tre metoder til varmeoverførsel ofte forskellige effektniveauer. I de fleste applikationer er konvektion den mest kritiske varmeoverførselsmetode. Hvis de to andre varmeafledningsmetoder tilføjes, vil den faktiske effekt være bedre. I nogle situationer kan disse to metoder dog også have kontraproduktive virkninger. Derfor overvejes alle tre varmeoverførselsmetoder nøje, når man designer et varmeafledningssystem af høj kvalitet.

strømmodul

1, strålingskilde, varmeafledning

Når to grænseflader med forskellige temperaturer står over for hinanden, vil det medføre kontinuerlig stråling overførsel af varme.

Den endelige indflydelse af stråling på temperaturen i visse blokke bestemmes af mange faktorer: temperaturforskellen af forskellige komponenter, orienteringen af relaterede komponenter, glatheden af komponenternes overflade og deres gensidige afstand osv.

Fordi der ikke er nogen måde at kvantitativt analysere dette element, plus indflydelsen af det omgivende miljøs egen radiative kinetiske energi udveksling, er det meget kompliceret at måle skaderne af stråling til temperatur, og det er svært at præcist beregne.

I den specifikke anvendelse af koblingseffektomformerkontrolmodulet er det usandsynligt, at det udelukkende er afhængigt af strålende varmeafledning som omdannens kølemetode.

I de fleste tilfælde spredes den strålende kilde kun 10% eller mindre af den samlede varmeproduktion. Derfor anvendes strålevarme generelt kun som en hjælpemetode ud over den centrale varmeafledningsmetode, og det er generelt ikke taget i betragtning i den termiske designplan. Påvirkningen af temperaturen i strømforsyningsmodulet. I specifikke anvendelser er temperaturen på det generelle konverterkontrolmodul højere end den naturlige omgivelsestemperatur. Derfor er den strålende kinetiske energioverførsel befordrende for varmeafledning. Under visse forhold er temperaturen på nogle varmekilder (elektroniske enhedstavler, højeffektmodstande osv.) omkring kontrolmodulet imidlertid højere end temperaturen på strømmodulet, og den strålende varme af disse objekter vil øge temperaturen på kontrolmodulet.

I varmeafledningsplanen skal de relative positioner af de perifere komponenter i konverterkontrolmodulet arrangeres videnskabeligt i overensstemmelse med den indflydelse, som varmestrålingen vil forårsage. Når de varme komponenter er tæt på omformerkontrolmodulet, skal varmelegemets tynde finner indsættes mellem kontrolmodulet og de varme komponenter for at svække strålingskildens varmeeffekt.

2, transmissionsvarmeafledning

I mange applikationer skal den varme, der genereres på effektmodulsubstratet, overføres til en lang varmeafledningsoverflade gennem varmeoverførselskomponenter. På den måde svarer temperaturen på kraftmodulsubstratet til summen af temperaturen på varmeafledningsoverfladen, temperaturen på varmeoverførselskomponenterne og temperaturen på begge overflader.

Varmeoverførselskomponenternes termiske modstand er proportional med længden L mellem de to og omvendt proportional med tværsnitsområdet og varmeoverførselshastigheden mellem de to. Anvendelsen af passende råmaterialer og tværsnitsområder kan også effektivt reducere varmebestandigheden af varmeoverførselskomponenterne. Når installationsplads og omkostninger er tilladt, skal radiatoren med mindst termisk modstand anvendes. Det skal huskes, at hvis strømmodulets substrattemperatur falder lidt, vil den gennemsnitlige tid mellem fejl (MTBF) stige betydeligt.

Råvarerne til produktion af køled er et centralt element, der påvirker effektiviteten, så du skal være opmærksom på mange aspekter, når du vælger. I de fleste anvendelser overføres den varme, der genereres af kraftmodulet, fra substratet til køleprofilen eller varmeoverførselskomponenterne. Der vil dog være en temperaturforskel på overfladen mellem effektmodulsubstratet og varmeoverførselskomponenterne. Denne type temperaturforskel skal kontrolleres.

Den termiske modstand er forbundet i serie i varmeafledningskontrolsløjfen. Substratets temperatur skal være overfladetemperaturen og varmeoverførselskomponenterne. Summen af temperaturen. Hvis det ikke er kontrolleret, vil temperaturstigningen på overfladen være meget indlysende. Det samlede overfladeareal skal være så stort som muligt, og overfladens glathed skal være inden for 5 mils (0,005 fod). For bedre at fjerne ujævnheden af overfladen kan du fylde overfladen med termisk ledende lim eller varmeoverførselspude. ) Efter at have taget passende modforanstaltninger kan overfladevarmemodstanden reduceres til under 0,1 °C/W. Kun ved at reducere varmeafledning termisk modstand (RTH) eller reducere strømforbruget (Ploss) kan temperaturen reduceres, og TAmax kan øges.

Den maksimale effekt af koblingsstrømforsyningen er relateret til temperaturen på applikationsscenen. De vigtigste parametre, der påvirker outputeffekttabet Ploss, termisk modstand RTH og den højeste koblings strømforsyning Case temperatur TC. Koblingsstrømforsyningen med høj effektivitet og bedste varmeafledning vil have en lavere temperatur. Når den nominelle udgangseffekt er ved at blive udeffekt, vil deres brugbare temperatur være marginal. Temperaturen i en kobling strømforsyning med lavere effektivitet eller svag varmeafledning vil være højere. De skal være luftkølede eller afledte applikationer.

3, konvektion varmeafledning

Konvektionsvarmeafledning er den mest almindeligt anvendte varmeafledningsmetode for Aipu-effektomformere. Konvektion er generelt opdelt i naturlig konvektion og tvungen konvektion. Overførslen af varme fra overfladen af den varme blok til den omgivende statiske gas ved en lavere temperatur kaldes naturlig konvektion; overførslen af varme fra overfladen af den varme blok til væskegassen kaldes tvungen konvektion.    　　Fordelene ved naturlig konvektion er, at det er meget nemt at implementere, kræver ikke elektriske ventilatorer, er lav i omkostninger og har høj pålidelighed i varmeafledning. Men i modsætning til tvungen konvektion kræves der for at opnå den samme substrattemperatur.

Naturlig konvektion radiator design bør også være opmærksom på følgende:

Generelt er det kun de vigtigste parametre for lodrette køle dræn, der er angivet til køle dræn. Den faktiske varmeafledningseffekt af den vandrette køleplade er svag. Hvis vandret installation er påkrævet, skal radiatorens område øges korrekt, og tvungen konvektionsvarmeafledning kan også bruges.