Hogyan tervezzünk egy tápradiátort?
A tápmodulok számára három hőelvezetési módszer létezik:konvekció, vezetés és sugárzás.
A gyakorlati alkalmazásokban a legtöbbjük konvekciót használ fő hőelvezetési módszerként. Ha a kialakítás megfelelő, a vezetés és a sugárzás két hőelvezetési módszerével együtt a hatás maximalizálódik. Ha azonban a kialakítás nem megfelelő, káros hatásokat okoz. Ezért a teljesítménymodul tervezésekor a hőelvezetési rendszer tervezése fontos láncszemgé vált.
1. Konvekciós hőelvezetési módszer
A konvekciós hőelvezetés a hőátadást jelenti a folyékony közepes levegőn keresztül a hőelvezetési hatás elérése érdekében. Ez a közös hőelvezetési módszerünk.
A konvekciós módszerek általában két típusra oszthatók, a kényszerített konvekcióra és a természetes konvekcióra.A kényszerített konvekció a fűtőanyag felületéről az áramló levegőbe történő hőátadásra utal, a természetes konvekció pedig a fűtőanyag felületéről a környező levegőbe alacsonyabb hőmérsékleten történő hőátadásra utal.
A természetes konvekció használatának előnyei az egyszerű megvalósítás, az alacsony költség, a külső hűtőventilátor szükségessége és a nagy megbízhatóság. Annak érdekében, hogy a kényszerített konvekció normál használatra elérje a szubsztrát hőmérsékletet, nagyobb hűtőbordát igényel, és helyet foglal el. Ügyeljen a természetes konvekciós radiátorok tervezésére. Ha a vízszintes radiátor gyenge hőelvezetési hatással rendelkezik, a radiátor területét megfelelően növelni kell, vagy arra kell kényszeríteni a konvekciót, hogy vízszintesen telepítve eloszlassák a hőt.
2. Vezetőképes hőelvezetési módszer
Amikor a tápmodul használatban van, a szubsztrátumon lévő hőt a hővezető elemen keresztül a távoli hőelvezetési felületre kell vezetni, hogy a szubsztrátum hőmérséklete megegyezzen a hőeloszlási felület hőmérsékletével, a hővezető elem hőmérséklet-emelkedésével és a két érintkező felület hőmérséklet-emelkedésével. Összeg. Ily módon a hőenergia hatékony térben elpárologtatható annak biztosítása érdekében, hogy az alkatrészek normálisan működjenek. A termikus elem hőállósága közvetlenül arányos a hosszal, és fordítottan arányos keresztmetszetével és hővezető képességével. Ha a telepítési helyet és a költségeket nem veszik figyelembe, a legkisebb hőállósággal rendelkező radiátort kell használni. Mivel a tápegység szubsztrát hőmérséklete kissé csökken, a meghibásodások közötti középidő jelentősen javul, javul a tápegység stabilitása, és az élettartam hosszabb lesz. A hőmérséklet fontos tényező, amely befolyásolja a tápegység teljesítményét, ezért a radiátor kiválasztásakor a gyártási anyagokra kell összpontosítania. A gyakorlati alkalmazásokban a modul által termelt hőt a szubsztrátumtól a hűtőbordához vagy a hővezető elemhez vezetik. Az érintkezési felületen azonban hőmérsékletkülönbség lesz a táptalajátszt és a hővezető elem között, és ezt a hőmérséklet-különbséget ellenőrizni kell. A szubsztrátum hőmérsékletének az érintkezési felület hőmérséklet-emelkedésének és a hővezető elem hőmérsékletének összege kell, hogy legyen. Ha nem szabályozzák, az érintkezési felület hőmérséklet-emelkedése különösen jelentős lesz.
Ezért az érintkezési felület területének a lehető legnagyobbnak kell lennie, és az érintkezési felület simaságának 5 millión belül kell lennie, azaz 0,005 hüvelyken belül. A felület egyenetlenségének kiküszöbölése érdekében az érintkezési felületet hővezető ragasztóval vagy hővédővel kell feltölteni. A megfelelő intézkedések meghozása után az érintkezési felület hőállósága 0,1 °C/W alá csökkenthető. Csak a hőelvezetés és a hőállóság vagy az energiafogyasztás csökkentésével csökkenthető a hőmérséklet-emelkedés. A tápegység maximális kimeneti teljesítménye az alkalmazási környezet hőmérsékletéhez kapcsolódik. A befolyásoló paraméterek általában a következők: áramkimaradás, hőállóság és maximális áramellátási esethőmérséklet. A nagy hatékonyságú és jobb hőelvezetéssel rendelkező tápegységek alacsonyabb hőmérséklet-emelkedést eredményeznek, és használható hőmérsékletük a névleges teljesítménynél lesz. Az alacsonyabb hatékonyságú vagy gyenge hőelvezetéssel rendelkező tápegységek magasabb hőmérséklet-emelkedést igényelnek, mert léghűtést igényelnek, vagy használatra le kell deratedáltak.
3. Sugárzási hőelvezetési módszer
A sugárzási hőelvezetés a hő egymást követő sugártranszfere, amikor két különböző hőmérsékletű interfész találkozik egymással. A sugárzás hatása egyetlen tárgy hőmérsékletére számos tényezőtől függ, például a különböző komponensek hőmérsékletkülönbségétől, az alkatrészek külsejétől, az alkatrészek helyzetétől és a köztük lévő távolságtól. A gyakorlati alkalmazásokban ezeket a tényezőket nehéz számszerűsíteni, és a környező környezet saját sugárzó energiacseréjének hatásával együtt nehéz pontosan kiszámítani a sugárzás hőmérsékletre gyakorolt rendetlen hatásait. A gyakorlati alkalmazásokban lehetetlen, hogy a tápegység egyedül használja a sugárzási hőelvezetést, mert ez a módszer általában csak a teljes hő 10% -át vagy annál kevesebbet képes eloszlatni. Általában a fő hőelvezetési módszer kiegészítő eszközeként használják, és általában nem veszik figyelembe a hőtervezésben. Hatása a hőmérsékletre. Az áramellátás üzemi állapotában a hőmérséklete általában magasabb, mint a külső környezet hőmérséklete, és a sugárzás átvitele segíti az általános hőelvezetést. Különleges körülmények között azonban a tápegység közelében lévő hőforrások, például nagy teljesítményű ellenállások, eszközlapok stb., Ezeknek az objektumoknak a sugárzása a tápegység modul hőmérsékletének emelkedését okozza.
