Τρεις αποτελεσματικές μέθοδοι για την απαγωγή θερμότητας των μονάδων ισχύος
Υπάρχουν τρεις βασικές μέθοδοι για τη μεταφορά ενέργειας της μονάδας ισχύος από περιοχή υψηλής θερμοκρασίας σε περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας: ακτινοβολία, μετάδοση και μεταφορά.
Ακτινοβολία: Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή μεταφορά θερμότητας που παράγεται μεταξύ δύο μπλοκ διαφορετικών θερμοκρασιών.
Μετάδοση: Η μεταφορά θερμότητας μέσω στερεού μέσου.
Συναγωγή: μεταφορά θερμότητας μέσω ρευστού μέσου (αέριο)
Σε μια ποικιλία ειδικών εφαρμογών, και οι τρεις μέθοδοι μεταφοράς θερμότητας έχουν συχνά διαφορετικά επίπεδα επίδρασης. Στις περισσότερες εφαρμογές, η συναγωγή είναι η πιο κρίσιμη μέθοδος μεταφοράς θερμότητας. Εάν προστεθούν οι άλλες δύο μέθοδοι απαγωγής θερμότητας, το πραγματικό αποτέλεσμα θα είναι καλύτερο. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι δύο μέθοδοι μπορεί επίσης να έχουν αντιπαραγωγικά αποτελέσματα. Επομένως, κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος απαγωγής θερμότητας υψηλής ποιότητας, θα πρέπει να λαμβάνονται προσεκτικά υπόψη και οι τρεις μέθοδοι μεταφοράς θερμότητας.
Μονάδα ισχύος
1. Διάχυση θερμότητας από πηγή ακτινοβολίας
Όταν δύο διεπαφές με διαφορετικές θερμοκρασίες αντικρίζουν η μία την άλλη, θα προκαλέσει συνεχή μεταφορά ακτινοβολίας θερμότητας.
Η τελική επίδραση της ακτινοβολίας στη θερμοκρασία ορισμένων αντικειμένων καθορίζεται από πολλούς παράγοντες: τη διαφορά θερμοκρασίας των διαφόρων συστατικών, τον προσανατολισμό των σχετικών συστατικών, την ομαλότητα της επιφάνειας των εξαρτημάτων και την απόσταση μεταξύ τους. Επειδή δεν υπάρχει τρόπος να αναλυθεί ποσοτικά αυτό το στοιχείο, συν την επιρροή του περιβάλλοντος περιβάλλοντος της ίδιας της ανταλλαγής ακτινοβολίας κινητικής ενέργειας', είναι πολύ περίπλοκο να μετρηθεί η βλάβη της ακτινοβολίας στη θερμοκρασία και είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια υπολογίζω.
Στη συγκεκριμένη εφαρμογή της μονάδας ελέγχου μετατροπέα τροφοδοτικού μεταγωγής, είναι απίθανο να βασίζεται αποκλειστικά στην απαγωγή θερμότητας ακτινοβολίας ως μέθοδος ψύξης του μετατροπέα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η πηγή ακτινοβολίας διαχέει μόνο το 10% ή λιγότερο της συνολικής παραγωγής θερμότητας. Επομένως, η ακτινοβολούμενη θερμότητα χρησιμοποιείται γενικά μόνο ως βοηθητική μέθοδος επιπλέον της βασικής μεθόδου απαγωγής θερμότητας και γενικά δεν λαμβάνεται υπόψη στο σχέδιο θερμικής σχεδίασης.
Η επίδραση της θερμοκρασίας της μονάδας τροφοδοσίας. Σε συγκεκριμένες εφαρμογές, η θερμοκρασία της μονάδας ελέγχου γενικού μετατροπέα είναι υψηλότερη από τη φυσική θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Επομένως, η μεταφορά ακτινοβολούμενης κινητικής ενέργειας ευνοεί τη διάχυση θερμότητας. Ωστόσο, υπό ορισμένες συνθήκες, η θερμοκρασία ορισμένων πηγών θερμότητας (πίνακες ηλεκτρονικών συσκευών, αντιστάσεις υψηλής ισχύος κ.λπ.) γύρω από τη μονάδα ελέγχου είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία της μονάδας ισχύος και η ακτινοβολούμενη θερμότητα αυτών των αντικειμένων θα αυξήσει τη θερμοκρασία της μονάδας ελέγχου.
Στο σχέδιο σχεδίασης απαγωγής θερμότητας, οι σχετικές θέσεις των περιφερειακών εξαρτημάτων της μονάδας ελέγχου του μετατροπέα θα πρέπει να διατάσσονται επιστημονικά σύμφωνα με την επίδραση που θα προκαλέσει η ακτινοβολία θερμότητας. Όταν τα θερμά εξαρτήματα βρίσκονται κοντά στη μονάδα ελέγχου του μετατροπέα, προκειμένου να εξασθενήσει η επίδραση θέρμανσης της πηγής ακτινοβολίας, τα λεπτά πτερύγια της θερμομονωτικής πλακέτας πρέπει να εισαχθούν μεταξύ της μονάδας ελέγχου και των θερμών εξαρτημάτων.
2. Διάχυση θερμότητας μετάδοσης
Σε πολλές εφαρμογές, η θερμότητα που παράγεται στο υπόστρωμα της μονάδας ισχύος πρέπει να μεταφερθεί σε μια μεγάλη επιφάνεια απαγωγής θερμότητας μέσω εξαρτημάτων μεταφοράς θερμότητας. Με αυτόν τον τρόπο, η θερμοκρασία του υποστρώματος της μονάδας ισχύος θα είναι ισοδύναμη με το άθροισμα της θερμοκρασίας της επιφάνειας απαγωγής θερμότητας, τη θερμοκρασία των εξαρτημάτων μεταφοράς θερμότητας και τη θερμοκρασία και των δύο επιφανειών. Η θερμική αντίσταση των εξαρτημάτων μεταφοράς θερμότητας είναι ανάλογη με το μήκος L μεταξύ των δύο και αντιστρόφως ανάλογη με την περιοχή διατομής και τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας μεταξύ των δύο. Η χρήση κατάλληλων πρώτων υλών και επιφανειών διατομής μπορεί επίσης να μειώσει αποτελεσματικά τη θερμική αντίσταση των εξαρτημάτων μεταφοράς θερμότητας. Όταν επιτρέπεται ο χώρος και το κόστος εγκατάστασης, θα πρέπει να χρησιμοποιείται το ψυγείο με τη μικρότερη θερμική αντίσταση. Θα πρέπει να έχετε κατά νου ότι εάν η θερμοκρασία υποστρώματος της μονάδας ισχύος μειωθεί ελαφρώς, ο μέσος χρόνος μεταξύ των βλαβών (MTBF) θα αυξηθεί σημαντικά.
Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή ψυκτών είναι ένα βασικό στοιχείο που επηρεάζει την απόδοση, επομένως πρέπει να προσέχετε πολλές πτυχές κατά την επιλογή. Στις περισσότερες εφαρμογές, η θερμότητα που παράγεται από τη μονάδα ισχύος θα μεταφερθεί από το υπόστρωμα στην ψύκτρα ή στα εξαρτήματα μεταφοράς θερμότητας. Ωστόσο, θα υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας στην επιφάνεια μεταξύ του υποστρώματος της μονάδας ισχύος και των εξαρτημάτων μεταφοράς θερμότητας. Αυτός ο τύπος διαφοράς θερμοκρασίας πρέπει να ελέγχεται. Η θερμική αντίσταση συνδέεται σε σειρά στον βρόχο ελέγχου απαγωγής θερμότητας. Η θερμοκρασία του υποστρώματος πρέπει να είναι η θερμοκρασία της επιφάνειας και τα εξαρτήματα μεταφοράς θερμότητας. Το άθροισμα της θερμοκρασίας. Αν δεν ελεγχθεί, η άνοδος της θερμοκρασίας της επιφάνειας θα είναι πολύ εμφανής. Η συνολική επιφάνεια πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη και η ομαλότητα της επιφάνειας πρέπει να είναι εντός 5 mils (0,005 πόδια). Για να αφαιρέσετε καλύτερα τις ανομοιομορφίες της επιφάνειας, μπορείτε να γεμίσετε την επιφάνεια με θερμική αγώγιμη κόλλα ή μαξιλαράκι μεταφοράς θερμότητας. ) Αφού ληφθούν τα κατάλληλα αντίμετρα, η θερμική αντίσταση της επιφάνειας μπορεί να μειωθεί κάτω από 0,1 ℃/W. Μόνο με τη μείωση της θερμικής αντίστασης διάχυσης θερμότητας (RTH) ή τη μείωση της κατανάλωσης ισχύος (Ploss) μπορεί να μειωθεί η θερμοκρασία και να αυξηθεί το TAmax. Η μέγιστη ισχύς του τροφοδοτικού διακόπτη σχετίζεται με τη θερμοκρασία της σκηνής εφαρμογής. Οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν την απώλεια ισχύος εξόδου Ploss, θερμική αντίσταση RTH και το υψηλότερο τροφοδοτικό μεταγωγής Θερμοκρασία περίπτωσης TC. Το τροφοδοτικό μεταγωγής με υψηλή απόδοση και καλύτερη απαγωγή θερμότητας θα έχει χαμηλότερη θερμοκρασία. Στην ονομαστική ισχύ εξόδου, το διαθέσιμο περιθώριο θερμοκρασίας τους. Η θερμοκρασία ενός τροφοδοτικού μεταγωγής με χαμηλότερη απόδοση ή ασθενή απαγωγή θερμότητας θα είναι υψηλότερη. Πρέπει να είναι αερόψυκτα ή μειωμένα για εφαρμογή.
3. Διαρροή θερμότητας με συναγωγή
Η διάχυση θερμότητας με συναγωγή είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος απαγωγής θερμότητας για μετατροπείς ισχύος Epson. Η μεταφορά χωρίζεται γενικά σε δύο τύπους: φυσική μεταφορά και εξαναγκασμένη μεταφορά. Η μεταφορά θερμότητας από την επιφάνεια του θερμού μπλοκ στο περιβάλλον στατικό αέριο με χαμηλότερη θερμοκρασία ονομάζεται φυσική μεταφορά. Η μεταφορά θερμότητας από την επιφάνεια του θερμού μπλοκ στο ρευστό αέριο ονομάζεται εξαναγκασμένη συναγωγή.
Τα πλεονεκτήματα της φυσικής μεταφοράς είναι ότι είναι πολύ εύκολη στην εφαρμογή της, δεν απαιτεί ηλεκτρικούς ανεμιστήρες, είναι χαμηλό σε κόστος και έχει υψηλή αξιοπιστία στην απαγωγή θερμότητας. Ωστόσο, σε αντίθεση με την εξαναγκασμένη μεταφορά, για να επιτευχθεί η ίδια θερμοκρασία υποστρώματος απαιτείται μεγάλη ψύκτρα.
Ο σχεδιασμός του θερμαντικού σώματος φυσικής μεταφοράς πρέπει επίσης να δώσει προσοχή στα ακόλουθα:
Γενικά, δίνονται μόνο οι κύριες παράμετροι της κάθετης ψύκτρας για την ψύκτρα. Η πραγματική επίδραση απαγωγής θερμότητας της οριζόντιας ψύκτρας είναι αδύναμη. Εάν απαιτείται οριζόντια εγκατάσταση, η περιοχή του καλοριφέρ θα πρέπει να αυξηθεί κατάλληλα και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί η εξαναγκασμένη μεταφορά θερμότητας.
