Como projetar um radiador de energia

Existem três métodos de dissipação de calor para módulos de potência:convecção, condução e radiação.

Em aplicações práticas, a maioria usa a convecção como principal método de dissipação de calor. Se o projeto for adequado, aliado aos dois métodos de dissipação de calor por condução e radiação, o efeito será maximizado. No entanto, se o design for inadequado, causará efeitos adversos. Portanto, ao projetar um módulo de potência, projetar um sistema de dissipação de calor tornou-se um elo importante.

1. Método de dissipação de calor por convecção

A dissipação de calor por convecção refere-se à transferência de calor através do ar do meio fluido para obter o efeito de dissipação de calor. É o nosso método comum de dissipação de calor.

Os métodos de convecção são geralmente divididos em dois tipos, convecção forçada e convecção natural.A convecção forçada refere-se à transferência de calor da superfície do objeto de aquecimento para o ar que flui, e a convecção natural refere-se à transferência de calor da superfície do objeto de aquecimento para o ar circundante a uma temperatura mais baixa.

As vantagens do uso de convecção natural são a implementação simples, baixo custo, sem necessidade de ventilador externo e alta confiabilidade. Para que a convecção forçada atinja a temperatura do substrato para uso normal, é necessário um dissipador de calor maior e ocupa espaço. Preste atenção ao design dos radiadores de convecção natural. Se o radiador horizontal tiver um efeito de dissipação de calor ruim, a área do radiador deve ser aumentada adequadamente ou convecção forçada para dissipar o calor quando instalado horizontalmente.

2. Método de dissipação de calor condutora

Quando o módulo de energia está em uso, o calor no substrato deve ser conduzido para a superfície de dissipação de calor distante através do elemento de condução de calor, de modo que a temperatura do substrato seja igual à temperatura da superfície de dissipação de calor, o aumento de temperatura do elemento condutor de calor e o aumento de temperatura das duas superfícies de contato. Soma. Desta forma, a energia térmica pode ser volatilizada em um espaço efetivo para garantir que os componentes possam funcionar normalmente. A resistência térmica de um elemento térmico é diretamente proporcional ao comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal e condutividade térmica. Se o espaço de instalação e o custo não forem considerados, deve-se usar o radiador com a menor resistência térmica. Como a temperatura do substrato da fonte de alimentação cai um pouco, o tempo médio entre falhas será significativamente melhorado, a estabilidade da fonte de alimentação será melhorada e a vida útil será maior. A temperatura é um fator importante que afeta o desempenho da fonte de alimentação, portanto, ao escolher um radiador, você deve se concentrar em seus materiais de fabricação. Em aplicações práticas, o calor gerado pelo módulo é conduzido do substrato para o dissipador de calor ou elemento condutor de calor -. No entanto, haverá uma diferença de temperatura na superfície de contato entre o substrato de energia e o elemento condutor de calor -, e essa diferença de temperatura deve ser controlada. A temperatura do substrato deve ser a soma do aumento de temperatura da superfície de contato e a temperatura do elemento condutor de calor. Se não for controlado, o aumento de temperatura da superfície de contato será particularmente significativo.

Portanto, a área da superfície de contato deve ser a maior possível e a suavidade da superfície de contato deve estar dentro de 5 mils, ou seja, dentro de 0.005 polegadas. Para eliminar a irregularidade da superfície, a superfície de contato deve ser preenchida com cola condutora térmica ou almofada térmica. Depois de tomar as medidas apropriadas, a resistência térmica da superfície de contato pode ser reduzida para menos de 0,1 graus /W. Somente reduzindo a dissipação de calor e a resistência térmica ou o consumo de energia, o aumento da temperatura pode ser reduzido. A potência máxima de saída da fonte de alimentação está relacionada à temperatura do ambiente de aplicação. Os parâmetros que influenciam geralmente incluem: perda de energia, resistência térmica e temperatura máxima da caixa da fonte de alimentação. Fontes de alimentação com alta eficiência e melhor dissipação de calor terão um menor aumento de temperatura e sua temperatura utilizável terá uma margem na potência nominal de saída. Fontes de alimentação com eficiência mais baixa ou dissipação de calor ruim terão um aumento de temperatura mais alto porque exigem resfriamento a ar ou precisam ser reduzidas para uso.

3. Método de dissipação de calor por radiação

A dissipação de calor por radiação é a transferência de calor por radiação sucessiva quando duas interfaces com temperaturas diferentes se enfrentam. A influência da radiação na temperatura de um único objeto depende de muitos fatores, como a diferença de temperatura de vários componentes, a parte externa dos componentes, a posição dos componentes e a distância entre eles. Em aplicações práticas, esses fatores são difíceis de quantificar e, juntamente com a influência da própria troca de energia radiante do ambiente circundante', é difícil calcular com precisão os efeitos confusos da radiação na temperatura. Em aplicações práticas, é impossível para uma fonte de alimentação usar apenas a dissipação de calor por radiação, porque este método geralmente só pode dissipar 10% ou menos do calor total. Geralmente é usado como meio auxiliar do método principal de dissipação de calor e geralmente não é considerado no projeto térmico. Seu efeito sobre a temperatura. No estado de funcionamento da fonte de alimentação, sua temperatura é geralmente mais alta que a temperatura do ambiente externo, e a transferência de radiação ajuda na dissipação geral de calor. No entanto, em circunstâncias especiais, fontes de calor próximas à fonte de alimentação, como resistores de alta potência -, placas de dispositivos, etc., a radiação desses objetos fará com que a temperatura do módulo da fonte de alimentação aumente.