Ako navrhnúť elektrický radiátor
Existujú tri metódy odvodu tepla pre elektrické moduly:konvekcia, vedenie a žiarenie.
V praktických aplikáciách väčšina z nich používa konvekciu ako hlavnú metódu odvodu tepla. Ak je konštrukcia vhodná, spolu s dvoma metódami odvodu tepla vodivosti a žiarenia, účinok sa maximalizuje. Ak je však konštrukcia nesprávna, spôsobí nepriaznivé účinky. Preto sa pri navrhovaní napájacieho modulu stalo navrhnutie systému odvodu tepla dôležitým článkom.
1. Metóda rozptylu konvekčného tepla
Konvekčná rozpustenosť tepla sa vzťahuje na prenos tepla cez tekutý stredný vzduch na dosiahnutie účinku rozptylu tepla. Je to naša bežná metóda odvodu tepla.
Konvekčné metódy sú vo všeobecnosti rozdelené do dvoch typov, nútená konvekcia a prirodzená konvekcia.Nútená konvekcia sa vzťahuje na prenos tepla z povrchu vykurovacieho objektu do tečúceho vzduchu a prirodzená konvekcia sa vzťahuje na prenos tepla z povrchu vykurovacieho objektu do okolitého vzduchu pri nižšej teplote.
Výhody použitia prírodnej konvekcie sú jednoduchá implementácia, nízke náklady, nie je potrebný externý chladiaci ventilátor a vysoká spoľahlivosť. Aby nútená konvekcia dosiahla teplotu substrátu pre bežné použitie, vyžaduje väčší chladič a zaberá miesto. Venujte pozornosť dizajnu prírodných konvekčných radiátorov. Ak má horizontálny radiátor zlý účinok odvodu tepla, plocha radiátora by sa mala primerane zväčšiť alebo vynútiť konvekciu na rozptýlenie tepla pri inštalácii horizontálne.
2. Metóda odvádzania vodivého tepla
Keď sa napájací modul používa, teplo na substráte sa musí vedené na povrch rozptylu tepla cez prvok tepelného vodivia tak, aby sa teplota substrátu rovnala teplote povrchu odvodu tepla, zvýšeniu teploty prvku tepelného vodivosti a zvýšeniu teploty dvoch kontaktných povrchov. Súčet. Týmto spôsobom môže byť tepelná energia volatilovaná v efektívnom priestore, aby sa zabezpečilo, že komponenty môžu normálne fungovať. Tepelná odolnosť tepelného prvku je priamo úmerná dĺžke a nepriamo úmerná jeho prierezovej ploche a tepelnej vodivosti. Ak sa nezo úvahy neuvažuje inštalačný priestor a náklady, mal by sa použiť radiátor s najmenším tepelným odporom. Pretože teplota substrátu napájania trochu klesne, priemerný čas medzi poruchami sa výrazne zlepší, zlepší sa stabilita napájania a životnosť bude dlhšia. Teplota je dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje výkon napájania, takže pri výbere radiátora by ste sa mali zamerať na jeho výrobné materiály. V praktických aplikáciách sa teplo generované modulom vykonáva zo substrátu do chladiča alebo tepelne vodivého prvku. Na kontaktnom povrchu medzi napájacím substrátom a teplovedným prvkom však bude teplotný rozdiel a tento teplotný rozdiel sa musí kontrolovať. Teplota substrátu by mala byť súčtom zvýšenia teploty kontaktného povrchu a teploty prvku vodivého tepla. Ak nie je kontrolovaný, zvýšenie teploty kontaktného povrchu bude obzvlášť významné.
Preto by mala byť plocha kontaktnej plochy čo najširšia a hladkosť kontaktnej plochy by mala byť do 5 mils, to znamená do 0,005 palca. Aby sa odstránili nerovnosti povrchu, kontaktná plocha by mala byť naplnená tepelným vodivým lepidlom alebo tepelnou podložkou. Po prijatím vhodných opatrení sa môže tepelná odolnosť kontaktnej plochy znížiť na menej ako 0,1 °C/W. Iba znížením rozptylu tepla a tepelnej odolnosti alebo spotreby energie je možné znížiť zvýšenie teploty. Maximálny výstupný výkon napájania súvisí s teplotou prostredia aplikácie. Ovplyvňujúce parametre vo všeobecnosti zahŕňajú: stratu výkonu, tepelný odpor a maximálnu teplotu napájacieho puzdra. Napájacie zdroje s vysokou účinnosťou a lepším odvodom tepla budú mať nižší nárast teploty a ich použiteľná teplota bude mať rezervu na menovitý výkon. Napájacie zdroje s nižšou účinnosťou alebo zlým odvodom tepla budú mať vyšší nárast teploty, pretože vyžadujú chladenie vzduchu alebo je potrebné ich vykoľajiť na použitie.
3. Metóda rozptylu radiačného tepla
Odvádzanie radiačného tepla je postupný radiačný prenos tepla, keď sa proti sebe postavia dve rozhrania s rôznymi teplotami. Vplyv žiarenia na teplotu jedného objektu závisí od mnohých faktorov, ako je teplotný rozdiel rôznych zložiek, vonkajšia strana komponentov, poloha komponentov a vzdialenosť medzi nimi. V praktických aplikáciách je ťažké kvantifikovať tieto faktory a spolu s vplyvom vlastnej sálavej výmeny energie okolitého prostredia je ťažké presne vypočítať chaotické účinky žiarenia na teplotu. V praktických aplikáciách nie je možné, aby napájanie využívalo samotné odvádzanie radiačného tepla, pretože táto metóda vo všeobecnosti môže rozptýliť iba 10% alebo menej celkového tepla. Zvyčajne sa používa ako pomocný prostriedok hlavnej metódy odvodu tepla a vo všeobecnosti sa v tepelnom dizajne nezoberá do úvahy. Jeho vplyv na teplotu. V pracovnom stave napájania je jeho teplota vo všeobecnosti vyššia ako teplota vonkajšieho prostredia a prenos žiarenia pomáha celkovému odvodu tepla. Avšak za osobitných okolností zdroje tepla v blízkosti napájania, ako sú vysoko výkonové rezistory, dosky zariadení atď., Žiarenie týchto objektov spôsobí zvýšenie teploty napájacieho modulu.
