Hvordan designe en strømforsyningskjøleribbe
Det er tre varmespredningsmetoder for kraftmoduler: konveksjon, ledning og stråling. I praktiske applikasjoner bruker de fleste av dem konveksjon som hovedmetode for varmeavledning. Hvis designet er hensiktsmessig, kombinert med de to varmespredningsmetodene ledning og stråling, vil effekten bli maksimert. Men hvis designet er feil, vil det føre til negative effekter. Derfor, når du designer en kraftmodul, har design av et varmeavledningssystem blitt et viktig ledd.
1. Konveksjonsvarmespredningsmetode Konveksjonsvarmespredning refererer til overføring av varme gjennom væskemediumluften for å oppnå varmespredningseffekten. Det er vår vanlige varmespredningsmetode. Konveksjonsmetoder er generelt delt inn i to typer, tvungen konveksjon og naturlig konveksjon. Tvunget konveksjon refererer til overføringen av varme fra overflaten av varmeobjektet til den strømmende luften, og naturlig konveksjon refererer til overføringen av varme fra overflaten av varmeobjektet til den omgivende luften ved en lavere temperatur. Fordelene ved å bruke naturlig konveksjon er enkel implementering, lav kostnad, ikke behov for en ekstern kjølevifte og høy pålitelighet. For at tvungen konveksjon skal nå underlagstemperaturen for normal bruk, krever det en større kjøleribbe og tar plass. Vær oppmerksom på utformingen av naturlige konveksjonsradiatorer. Hvis den horisontale radiatoren har en dårlig varmeavledningseffekt, bør radiatorens areal økes passende eller tvinges til konveksjon for å spre varme når den installeres horisontalt.
2. Metode for ledende varmeavledning Når kraftmodulen er i bruk, må varmen på underlaget ledes til den fjerne varmeavledningsflaten gjennom varmeledningselementet, slik at temperaturen på underlaget blir lik temperaturen til varmen. spredningsflate, temperaturstigningen til varmeledningselementet og temperaturstigningen til de to kontaktflatene. Sum. På denne måten kan varmeenergien fordampes 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 dets tverrsnittsareal og varmeledningsevne. Hvis installasjonsplass og kostnad ikke vurderes, bør radiatoren med den minste termiske motstanden brukes. Fordi substrattemperaturen til strømforsyningen synker litt, vil gjennomsnittstiden mellom feil 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 applikasjoner ledes varmen som genereres av modulen fra substratet til kjøleribben eller varmeledende element. Det vil imidlertid være en temperaturforskjell på kontaktflaten mellom kraftsubstratet og det varmeledende elementet, og denne temperaturforskjellen må kontrolleres. Temperaturen på underlaget skal være summen av temperaturstigningen til kontaktflaten og temperaturen til det varmeledende elementet. Hvis den ikke kontrolleres, vil temperaturstigningen på kontaktflaten være spesielt betydelig. Derfor bør arealet av kontaktflaten være så stort som mulig, og glattheten til kontaktflaten bør være innenfor 5 mils, det vil si innenfor 0,005 tommer. For å eliminere ujevnheten i 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 varmespredningen og termisk motstand eller strømforbruk kan temperaturstigningen reduseres. Den maksimale utgangseffekten til strømforsyningen er relatert til applikasjonsmiljøets temperatur. Påvirkningsparametrene inkluderer generelt: strømtap, termisk motstand og maksimal temperatur på strømforsyningshuset. Strømforsyninger med høy virkningsgrad og bedre varmeavledning vil ha en lavere temperaturøkning, og deres brukbare temperatur vil ha en margin ved nominell effekt. Strømforsyninger med lavere effektivitet eller dårlig varmeavledning vil ha en høyere temperaturøkning fordi de krever luftkjøling eller må reduseres for bruk.
3. Strålingsvarmespredningsmetode Strålingsvarmespredning er den suksessive strålingsoverføringen av varme når to grensesnitt med forskjellige temperaturer står overfor hverandre. Påvirkningen av stråling på temperaturen til et enkelt objekt avhenger av mange faktorer, som temperaturforskjellen til ulike komponenter, utsiden av komponentene, plasseringen av komponentene og avstanden mellom dem. I praktiske applikasjoner er disse faktorene vanskelige å kvantifisere, og sammen med påvirkningen fra omgivelsene's egen strålingsenergiutveksling, er det vanskelig å nøyaktig beregne de rotete effektene av stråling på temperaturen. I praktiske applikasjoner er det umulig for en strømforsyning å bruke strålingsvarmespredning alene, fordi denne metoden vanligvis bare kan spre 10 % eller mindre av den totale varmen. Det brukes vanligvis som et hjelpemiddel for hovedvarmeavledningsmetoden og vurderes generelt ikke i termisk design. Dens effekt på temperaturen. I strømforsyningens arbeidstilstand er temperaturen generelt høyere enn temperaturen i det ytre miljøet, og strålingsoverføringen hjelper den totale varmespredningen. Men under spesielle omstendigheter, varmekilder nær strømforsyningen, som høyeffektmotstander, enhetskort osv., vil strålingen fra disse objektene føre til at temperaturen på strømforsyningsmodulen stiger.
