Vilka är sätten att göra ett bra jobb med att kyla strömförsörjningen?

När elektriska ingenjörer nämner termen"power management", tänker de flesta på MOS-rör, omvandlare, transformatorer, etc.

Faktum är att energihantering är mycket mer än så.

Strömförsörjningen kommer att generera värme när den fungerar, och kontinuerlig temperaturhöjning kommer att orsaka prestandaförändringar, vilket så småningom kan leda till systemfel. Dessutom kommer värme att förkorta komponenternas livslängd och påverka den långsiktiga tillförlitligheten.

Därför innebär energihantering också termisk hantering. När det gäller värmehantering finns det två synpunkter som måste förstås:

& quot;Mikro" frågor

En enskild komponent har överhettats på grund av överdriven värmeutveckling, men temperaturen i resten av systemet och höljet är inom gränsen.

& quot;Makro" problem Temperaturen i hela systemet är för hög på grund av ackumulering av värme från flera värmekällor.

Ingenjören måste bestämma hur många av de termiska hanteringsfrågorna som är mikro- och makro- och graden av korrelation mellan de två.

Den enkla förståelsen är att även om temperaturökningen för en värmealstrande komponent överstiger dess tillåtna gräns och får hela systemet att värmas upp, betyder det inte nödvändigtvis att hela systemet är överhettat, utan överskottsvärmen som genereras av komponenten måste skingras.

Så vart tar värmen vägen?

Utspridda på en kallare plats kan det vara den intilliggande delen av systemet och chassit, eller så kan det vara utanför chassit (endast möjligt när utetemperaturen är lägre än den interna temperaturen).

Modellering och omfattande simulering Separata passiva system är större i storlek, men mer pålitliga och effektiva, och fläktar kan spela en roll i situationer där passiv kylning inte kan användas ensam.

Vilket system man ska välja för kylning är ofta ett svårt beslut.

Vid denna tidpunkt är det nödvändigt att bestämma hur mycket kylluft som behövs och hur man uppnår kylning genom modellering och simulering, vilket är väsentligt för effektiva värmehanteringsstrategier.

För miniatyrmodellen kännetecknas värmekällan och dess värmeflödesväg av deras termiska motstånd, och det termiska motståndet bestäms av materialet, kvaliteten och storleken som används.

Modellering visar hur värme strömmar från värmekällan och är också det första steget i att utvärdera komponenter som orsakar termiska olyckor på grund av sin egen värmeavledning.

Till exempel tillhandahåller enhetsleverantörer som hög värmeavledning IC, MOSFET och IGBT vanligtvis termiska modeller som kan ge detaljer om den termiska vägen från värmekällan till enhetens yta.

När den termiska belastningen för varje komponent är känd är nästa steg att modellera på makronivå, vilket är både enkelt och komplext: Justera storleken på luftflödet genom olika värmekällor för att hålla dess temperatur under den tillåtna gränsen; använd lufttemperatur, otvunget luftflöde tillgängligt flöde, fläktluftflöde och andra faktorer för att utföra grundläggande beräkningar för att grovt förstå temperatursituationen.

Nästa steg är att använda modellen och placeringen av varje värmekälla, PC-kort, skalyta och andra faktorer för att utföra mer komplex modellering av hela produkten och dess förpackning.

Slutligen måste modellering lösa två problem: Problemet med topp- och medelförlust. Till exempel har en stationär komponent med en kontinuerlig värmeavledning på 1W och en enhet med en värmeavledning på 10W men med en 10% intermittent driftcykel olika termiska effekter.

Det vill säga, den genomsnittliga värmeavledningen är densamma, och den relaterade värmemassan och värmeflödet kommer att producera olika värmefördelningar. De flesta CFD-applikationer kan kombinera statisk och dynamisk analys.

Ofullkomligheten i den fysiska kopplingen mellan ytan på komponenten och miniatyrmodellen, såsom den fysiska kopplingen mellan toppen av IC-paketet och kylflänsen.

Om anslutningen har ett litet avstånd, kommer det termiska motståndet för denna väg att öka, och det är nödvändigt att fylla kontaktytan med en termisk dyna för att förbättra banans värmeledningsförmåga.

Termisk hantering kan minska temperaturen på komponenterna i strömförsörjningen och den interna miljön, vilket kan förlänga produktens livslängd och förbättra tillförlitligheten.

Men termisk hantering är ett integrerat koncept, om det bryts ner till detaljerna är det ett enormt ämne.

Det handlar om avvägningar mellan storlek, kraft, effektivitet, vikt, tillförlitlighet och kostnad.Projektets prioritet och begränsningar måste utvärderas.