Tepelné riešenie pre priemyselné spínače
Všetci vieme, že ak elektronické výrobky majú slabý odvod tepla, účinnosť činnosti čipu sa výrazne zníži. Ak prekročí povolenú prevádzkovú teplotu, dôjde k havárii alebo dokonca k vyhoreniu zariadenia. Pri návrhu priemyselných vypínačov teda musíme venovať dostatočnú pozornosť návrhu odvodu tepla, zvoliť vhodné tepelné riešenie a parametre.
Tepelný dizajn zariadení priemyselných spínačov zahŕňa najmä tri typy technológií: neinštalácia chladičov, inštalácia chladičov a chladenie kvapalinou.
1. Žiadna inštalácia chladiča, zvyčajne na chladenie zariadenia s nízkym výkonom, a dizajn z nasledujúcich troch aspektov na zlepšenie účinnosti odvádzania tepla bez inštalácie radiátora:
Prvým spôsobom je odvod tepla vedením, pri ktorom sa dajú použiť materiály s vysokou tepelnou vodivosťou na výrobu súčiastok na prenos tepla alebo znížiť kontaktný tepelný odpor a čo najviac skrátiť tepelnú cestu.
Druhým typom je odvod tepla konvekciou, ktorý zahŕňa dva spôsoby: odvod tepla prirodzenou konvekciou a odvod tepla nútenou konvekciou. Odvod tepla prirodzeným prúdením by mal venovať pozornosť nasledujúcim bodom: pri navrhovaní dosiek plošných spojov a komponentov je potrebné ponechať priestor navyše; Pri usporiadaní komponentov je potrebné venovať pozornosť primeranému rozloženiu teplotného poľa; Zväčšite kontaktnú plochu pomocou konvekčných médií
Tretím spôsobom je využitie charakteristík tepelného žiarenia, ktoré je možné dosiahnuť zvýšením drsnosti povrchu vykurovacieho telesa, zvýšením rozdielu teplôt prostredia okolo sálavého prvku alebo zvýšením plochy povrchu vyžarovacieho prvku.
Tento dizajn, ktorý nevyžaduje dodatočné chladiče, vo všeobecnosti vedie teplo čipu do vonkajšieho obalu produktu, zväčšuje oblasť výmeny tepla a zohráva úlohu pri rýchlom chladení. Zároveň sa na šasi otvárajú aj vetracie otvory, prípadne sa pridávajú systémové ventilátory pre zvýšenie výmeny tepla medzi vnútrom a vonkajškom šasi.
2. Pridanie chladiča vzduchového chladenia:
Pridaním chladiča chladenia vzduchom môžeme zariadenie ľahko ochladzovať aktívnym chladením alebo núteným chladením vzduchom, ale stále musíme zvážiť nasledujúce body:
1. Výber chladiča. Princípom výberu chladiča je vybrať chladič s čo najmenším objemom a nízkou hmotnosťou s predpokladom zabezpečenia dostatočného odvodu tepla, aby sa ušetril vnútorný priestor a znížila celková hmotnosť napájacieho adaptéra.
2. Inštalácia chladiča. Pri inštalácii chladiča by sa mal podľa možnosti zvoliť spôsob inštalácie s malým odvodom tepla a tepelným odporom.
3. Minimalizujte tepelný odpor rozhrania. Povrch chladiča musí byť rovný a hladký, nanesený silikónovým mazivom alebo teplovodivým tesnením, aby sa znížil kontaktný tepelný odpor medzi chladičom a výkonovým polovodičom.
3. Konštrukcia chladiaceho ventilátora:
Ventilátor bežného komerčného spínača vždy pracuje na plné otáčky (SPD), čo spôsobuje nielen plytvanie energiou a zvyšuje celkovú hlučnosť, ale tiež zvyšuje zbytočnú tvorbu energie a hromadenie prachu vo vnútri šasi. Dôležitejšie je, že životnosť ventilátora pri plnej rýchlosti je asi 20 000 hodín, čo je 2,28 roka (podľa údajov poskytnutých SANYOFANDATASHEET). Po 20 000 hodinách sa rýchlosť ventilátora postupne zníži, čo spôsobí nestabilitu celého stroja. Pre nedostatok monitorovacích jednotiek je však toto skryté nebezpečenstvo ťažko odhaliteľné. Napríklad, keď sa miera straty paketov priemyselných spínačov postupne zvyšuje, nie je ľahké zistiť, že je to spôsobené starnutím ventilátora, znížením rýchlosti a nahromadením príliš hustého prachu, čo spôsobuje teplotu kľúča. komponenty vo vnútri šasi, aby sa zdvihli.
V počiatočnom štádiu návrhu spínača by sme mali plne zvážiť prevádzkové prostredie zariadenia a najvyššiu prevádzkovú teplotu všetkých elektronických komponentov, aby sme nastavili pracovnú teplotu vykurovacieho čipu. Potom pri navrhovaní štruktúry základnej dosky a plášťa by sme mali zvážiť aj návrh chladiča, aby sme koordinovali tepelný a konštrukčný návrh s najlepšou schémou zhody a splnili rôzne požiadavky na prevádzku zariadenia.
