Beskrivning av effektmodulens värmeavledningsläge
Det finns tre värmeavledningsmetoder för kraftmoduler: konvektion, ledning och strålning. I praktiska tillämpningar använder de flesta av dem konvektion som den huvudsakliga värmeavledningsmetoden. Om konstruktionen är lämplig, i kombination med de två värmeavledningsmetoderna ledning och strålning, kommer effekten att maximeras. Men om designen är felaktig kommer det att orsaka negativa effekter. Därför, när man designar en kraftmodul, har designen av ett värmeavledningssystem blivit en viktig länk.
1. Konvektionskylningsmetod
Konvektionsvärmeavledning hänvisar till överföring av värme genom den flytande mediumluften för att uppnå värmeavledningseffekten. Det är vår vanliga värmeavledningsmetod. Konvektionsmetoder är generellt indelade i två typer, forcerad konvektion och naturlig konvektion. Forcerad konvektion hänvisar till överföringen av värme från värmeobjektets yta till den strömmande luften, och naturlig konvektion hänvisar till överföringen av värme från värmeobjektets yta till den omgivande luften vid en lägre temperatur. Fördelarna med att använda naturlig konvektion är enkel implementering, låg kostnad, inget behov av en extern kylfläkt och hög tillförlitlighet. För att forcerad konvektion ska nå substrattemperaturen för normal användning krävs en större kylfläns och tar plats.
Var uppmärksam på utformningen av naturlig konvektionsradiator. Om den horisontella radiatorn har dålig värmeavledningseffekt, bör radiatorns yta ökas på lämpligt sätt eller tvingas konvektion för att avleda värme när den installeras horisontellt.
2. Värmeavledningsmetod för ledning
När kraftmodulen används måste värmen på substratet ledas till den bortre värmeavledningsytan genom det värmeledande elementet, så att temperaturen på substratet blir lika med summan av den värmeavledande temperaturen. yta, temperaturstegringen för det värmeledande elementet och temperaturökningen för de två kontaktytorna. På så sätt kan värmeenergin förångas i ett effektivt utrymme för att säkerställa att komponenterna kan fungera normalt. Värmemotståndet hos ett termiskt element är direkt proportionell mot längden och omvänt proportionell mot dess tvärsnittsarea och värmeledningsförmåga. Om installationsutrymme och kostnad inte beaktas bör radiatorn med minsta termiska motstånd användas. Eftersom substrattemperaturen på strömförsörjningen sjunker lite, kommer medeltiden mellan fel att förbättras avsevärt, strömförsörjningens stabilitet förbättras och livslängden blir längre.
Temperaturen är en viktig faktor som påverkar strömförsörjningens prestanda, så när du väljer en radiator bör du fokusera på dess tillverkningsmaterial. I praktiska tillämpningar leds värmen som genereras av modulen från substratet till kylflänsen eller värmeledande element. Det kommer dock att finnas en temperaturskillnad på kontaktytan mellan kraftsubstratet och det värmeledande elementet, och denna temperaturskillnad måste kontrolleras. Temperaturen på substratet bör vara summan av temperaturökningen på kontaktytan och temperaturen på det värmeledande elementet. Om den inte kontrolleras kommer temperaturökningen på kontaktytan att vara särskilt betydande. Därför bör kontaktytans yta vara så stor som möjligt, och kontaktytans jämnhet bör vara inom 5 mils, det vill säga inom 0,005 tum.
För att eliminera ojämnheter på ytan bör kontaktytan fyllas med termiskt ledande lim eller termisk dyna. Efter att ha vidtagit lämpliga åtgärder kan kontaktytans termiska motstånd reduceras till under 0,1°C/W. Endast genom att minska värmeavledningen och termisk resistans eller energiförbrukning kan temperaturökningen minskas. Strömförsörjningens maximala uteffekt är relaterad till applikationsmiljöns temperatur. De påverkande parametrarna inkluderar i allmänhet: effektförlust, termiskt motstånd och maximal strömförsörjningstemperatur. Strömförsörjningar med hög verkningsgrad och bättre värmeavledning kommer att ha en lägre temperaturhöjning, och deras användbara temperatur kommer att ha en marginal vid märkeffekten. Strömförsörjningar med lägre verkningsgrad eller dålig värmeavledning kommer att ha en högre temperaturökning eftersom de kräver luftkylning eller måste reduceras för användning.
3. Strålningsvärmeavledningsmetod
Strålningsvärmeavledning är den successiva strålningsöverföringen av värme som uppstår när två gränssnitt med olika temperaturer möter varandra. Strålningens inverkan på temperaturen hos ett enskilt föremål beror på många faktorer, såsom temperaturskillnaden mellan olika komponenter, komponenternas utsida, komponenternas position och avståndet mellan dem. I praktiska tillämpningar är dessa faktorer svåra att kvantifiera, och tillsammans med påverkan av den omgivande miljön's eget strålningsenergiutbyte är det svårt att exakt beräkna strålningens röriga effekter på temperaturen.
I praktiska tillämpningar är det omöjligt för en strömförsörjning att använda enbart strålningsvärmeavledning, eftersom denna metod i allmänhet bara kan avleda 10 % eller mindre av den totala värmen. Det används vanligtvis som ett hjälpmedel för den huvudsakliga värmeavledningsmetoden och beaktas i allmänhet inte i termisk design. Dess effekt på temperaturen. I strömförsörjningens arbetstillstånd är dess temperatur i allmänhet högre än temperaturen i den yttre miljön, och strålningsöverföringen hjälper den totala värmeavledningen. Men under speciella omständigheter, värmekällor nära strömförsörjningen, såsom högeffektmotstånd, enhetskort, etc., kommer strålningen från dessa objekt att göra att temperaturen på strömförsörjningsmodulen stiger.
