Tri účinné metódy na odvod tepla výkonových modulov
Existujú dva základné spôsoby prenosu energie výkonového modulu z oblasti s vysokou teplotou do oblasti s nízkou teplotou: žiarenie a konvekcia.
Žiarenie: Elektromagnetický indukčný prenos tepla generovaného medzi dvoma blokmi rôznych teplôt.
Konvekcia: prenos tepla cez tekuté médium (plyn).
V rôznych špecifických aplikáciách majú všetky tri spôsoby prenosu tepla často rôzne úrovne účinku. Vo väčšine aplikácií je najkritickejšou metódou prenosu tepla konvekcia. Ak sa pridajú ďalšie dva spôsoby odvádzania tepla, skutočný efekt bude lepší. V niektorých situáciách však môžu mať tieto dve metódy aj kontraproduktívne účinky. Preto pri navrhovaní kvalitného systému odvodu tepla treba dôkladne zvážiť všetky tri spôsoby prenosu tepla.
Napájací modul
1. Odvod tepla zdroja žiarenia
Keď sú dve rozhrania s rôznymi teplotami oproti sebe, spôsobí to nepretržitý prenos tepla sálaním.
Konečný vplyv žiarenia na teplotu určitých objektov je určený mnohými faktormi: teplotným rozdielom rôznych komponentov, orientáciou súvisiacich komponentov, hladkosťou povrchu komponentov a vzdialenosťou medzi nimi. Pretože neexistuje spôsob, ako kvantitatívne analyzovať tento prvok, plus vplyv okolitého prostredia' vlastnej výmeny radiačnej kinetickej energie, je veľmi komplikované zmerať poškodenie žiarením voči teplote a je ťažké ho presne určiť. vypočítať.
V špecifickej aplikácii riadiaceho modulu meniča spínaného napájacieho zdroja je nepravdepodobné, že by sa ako spôsob chladenia meniča spoliehal iba na rozptyl tepla. Vo väčšine prípadov sálavý zdroj rozptýli len 10 % alebo menej z celkového množstva generovaného tepla. Sálavé teplo sa preto vo všeobecnosti používa iba ako pomocná metóda popri kľúčovej metóde rozptylu tepla a plán tepelného dizajnu vo všeobecnosti nezohľadňuje jeho účinok. Vplyv teploty napájacieho modulu. V špecifických aplikáciách je teplota hlavného riadiaceho modulu meniča vyššia ako prirodzená teplota okolia. Preto prenos kinetickej energie vyžarovaním prispieva k rozptylu tepla. Za určitých podmienok je však teplota niektorých zdrojov tepla (dosky elektronických zariadení, vysokovýkonné rezistory atď.) v okolí riadiaceho modulu vyššia ako teplota výkonového modulu a sálavé teplo týchto objektov zvýši teplotu riadiaceho modulu.
V pláne návrhu rozptylu tepla by mali byť vzájomné polohy periférnych komponentov riadiaceho modulu meniča vedecky usporiadané podľa vplyvu, ktorý tepelné žiarenie spôsobí. Keď sú horúce komponenty blízko riadiaceho modulu meniča, aby sa zoslabil vykurovací účinok zdroja žiarenia, tenké rebrá tepelnej izolačnej dosky by mali byť vložené medzi riadiaci modul a horúce komponenty.
2. Odvod tepla konvekciou
Odvod tepla konvekciou je najbežnejšie používaný spôsob odvodu tepla pre výkonové meniče Epson. Konvekcia sa vo všeobecnosti delí na dva typy: prirodzená konvekcia a nútená konvekcia. Prenos tepla z povrchu horúceho bloku do okolitého statického plynu s nižšou teplotou sa nazýva prirodzená konvekcia; Prenos tepla z povrchu horúceho bloku do tekutého plynu sa nazýva nútená konvekcia.
Výhody prirodzenej konvekcie spočívajú v tom, že sa veľmi ľahko realizuje, nevyžaduje elektrické ventilátory, má nízke náklady a má vysokú spoľahlivosť pri odvádzaní tepla. Na rozdiel od nútenej konvekcie je však na dosiahnutie rovnakej teploty substrátu potrebný veľký chladič.
Pri návrhu radiátora s prirodzenou konvekciou by ste mali venovať pozornosť aj týmto:
Vo všeobecnosti sú pre chladič uvedené iba hlavné parametre vertikálneho chladiča. Skutočný efekt rozptylu tepla horizontálneho chladiča je slabý. Ak je potrebná horizontálna inštalácia, plocha radiátora by sa mala primerane zväčšiť a možno použiť aj nútený odvod tepla konvekciou.
