Hvordan designe en strømradiator

Det finnes tre varmespredningsmetoder for kraftmoduler:konveksjon, ledning og stråling.

I praktiske applikasjoner bruker de fleste av dem konveksjon som den viktigste varmespredningsmetoden. Hvis designet er hensiktsmessig, kombinert med de to varmespredningsmetodene for ledning og stråling, vil effekten bli maksimert. Men hvis designet er feil, vil det forårsake bivirkninger. Derfor, når du designer en kraftmodul, har design av et varmespredningssystem blitt en viktig kobling.

1. Konveksjon varmespredningsmetode

Konveksjonsvarmespredning refererer til overføring av varme gjennom væskemedieluften for å oppnå varmespredningseffekten. Det er vår vanlige varmespredningsmetode.

Konveksjonsmetoder er generelt delt inn i to typer, tvungen konveksjon og naturlig konveksjon.Tvungen konveksjon refererer til overføring av varme fra overflaten av varmeobjektet til den flytende luften, og naturlig konveksjon refererer til overføring av varme fra overflaten av varmeobjektet til omgivende luft ved lavere temperatur.

Fordelene ved å bruke naturlig konveksjon er enkel implementering, lav pris, ikke behov for en ekstern kjølevifte og høy pålitelighet. For at tvungen konveksjon skal nå substrattemperaturen for normal bruk, krever det en større kjøleribbe og tar opp plass. Vær oppmerksom på utformingen av naturlige konveksjonsradiatorer. Hvis den horisontale radiatoren har en dårlig varmespredningseffekt, bør radiatorområdet økes eller tvinges til å spre varme når det installeres horisontalt.

2. Ledende varmespredningsmetode

Når kraftmodulen er i bruk, må varmen på substratet føres til den fjerne varmeavledningsoverflaten gjennom varmeledningselementet, slik at temperaturen på substratet vil være lik temperaturen på varmespredningsoverflaten, temperaturøkningen til varmeledningselementet og temperaturøkningen til de to kontaktflatene. Sum. På denne måten kan varmeenergien volatiliseres i et effektivt rom for å sikre at komponentene kan fungere normalt. Den termiske motstanden til et termisk element er direkte proporsjonal med lengden, og omvendt proporsjonal med tverrsnittsområdet og termisk ledningsevne. Hvis installasjonsplassen og kostnaden ikke vurderes, bør radiatoren med den minste termiske motstanden brukes. Fordi substrattemperaturen til strømforsyningen faller litt, vil gjennomsnittstiden mellom feilene bli betydelig forbedret, stabiliteten til strømforsyningen vil bli forbedret, og levetiden vil bli lengre. Temperatur er en viktig faktor som påvirker ytelsen til strømforsyningen, så når du velger en radiator, bør du fokusere på produksjonsmaterialene. I praktiske bruksområder utføres varmen som genereres av modulen fra substratet til kjøleribben eller varmeledende element. Det vil imidlertid være en temperaturforskjell på kontaktflaten mellom effektsubstratet og varmeledende elementet, og denne temperaturforskjellen må kontrolleres. Temperaturen på substratet skal være summen av temperaturøkningen på kontaktflaten og temperaturen på varmeledende element. Hvis den ikke styres, vil temperaturøkningen på kontaktflaten være spesielt betydelig.

Derfor bør kontaktflatens område være så stort som mulig, og glattheten på kontaktflaten skal være innenfor 5 mil, det vil være innenfor 0,005 tommer. For å eliminere ujevnheten på overflaten, bør kontaktflaten fylles med termisk ledende lim eller termisk pute. Etter å ha tatt passende tiltak, kan den termiske motstanden til kontaktflaten reduseres til under 0,1 °C/W. Bare ved å redusere varmespredning og termisk motstand eller strømforbruk kan temperaturstigningen reduseres. Maksimal utgangseffekt for strømforsyningen er relatert til applikasjonsmiljøtemperaturen. Påvirkningsparametrene inkluderer vanligvis: strømbrudd, termisk motstand og maksimal strømforsyningstemperatur. Strømforsyninger med høy effektivitet og bedre varmespredning vil ha en lavere temperaturøkning, og deres brukbare temperatur vil ha en margin ved nominell effekt. Strømforsyninger med lavere effektivitet eller dårlig varmespredning vil ha en høyere temperaturøkning fordi de krever luftkjøling eller må avskrives for bruk.

3. Stråling varmespredningsmetode

Strålingsvarmespredning er den påfølgende strålingsoverføringen av varme når to grensesnitt med forskjellige temperaturer vender mot hverandre. Påvirkningen av stråling på temperaturen til et enkelt objekt avhenger av mange faktorer, for eksempel temperaturforskjellen til ulike komponenter, utsiden av komponentene, komponentenes posisjon og avstanden mellom dem. I praktiske anvendelser er disse faktorene vanskelige å kvantifisere, og kombinert med påvirkning av omgivelsenes egen strålende energiutveksling, er det vanskelig å nøyaktig beregne de rotete effektene av stråling på temperatur. I praktiske applikasjoner er det umulig for en strømforsyning å bruke strålingsvarmespredning alene, fordi denne metoden generelt bare kan spre 10% eller mindre av den totale varmen. Det brukes vanligvis som et hjelpemiddel til hovedvarmespredningsmetoden og vurderes generelt ikke i termisk design. Dens effekt på temperatur. I strømforsyningens arbeidstilstand er temperaturen generelt høyere enn temperaturen i utemiljøet, og strålingsoverføringen hjelper den generelle varmespredningen. Under spesielle omstendigheter vil imidlertid varmekilder i nærheten av strømforsyningen, for eksempel høyeffektsmotstander, enhetskort, etc., strålingen til disse objektene føre til at temperaturen på strømforsyningsmodulen stiger.