Três métodos eficazes para dissipação de calor de módulos de energia

Existem três métodos básicos para transferência de energia do módulo de energia da área de alta temperatura para a área de baixa temperatura: radiação, transmissão e convecção.

Radiação:

A transferência eletromagnética de indução de calor gerada entre dois blocos de temperaturas diferentes.

Transmissão:

A transferência da geração de calor através de um meio sólido.

Convecção:

A transferência de calor através de um meio fluido (gás).

Em uma variedade de aplicações específicas, todos os três métodos de transferência de calor geralmente têm diferentes níveis de efeito. Na maioria das aplicações, a convecção é o método de transferência de calor mais crítico. Se os outros dois métodos de dissipação de calor forem adicionados, o efeito real será melhor. No entanto, em algumas situações, esses dois métodos também podem ter efeitos contraproducentes. Portanto, ao projetar um sistema de dissipação de calor de alta qualidade, todos os três métodos de transferência de calor são cuidadosamente considerados.

módulo de energia

1, fonte de radiação, dissipação de calor

Quando duas interfaces com temperaturas diferentes se enfrentam, causará transferência contínua de radiação de calor.

A influência final da radiação na temperatura de certos blocos é determinada por muitos fatores: a diferença de temperatura de vários componentes, a orientação de componentes relacionados, a suavidade da superfície dos componentes e seu espaçamento mútuo, etc.

Como não há como analisar quantitativamente esse elemento, além da influência da troca de energia cinética radiativa do próprio ambiente circundante, é muito complicado medir o dano da radiação à temperatura, e é difícil calcular com precisão.

Na aplicação específica do módulo de controle do conversor de energia de comutação, é improvável que dependa apenas da dissipação de calor radiante como o método de resfriamento do conversor.

Na maioria dos casos, a fonte radiante dissipa apenas 10% ou menos da geração total de calor. Portanto, o calor radiante geralmente é usado apenas como um método auxiliar, além do método de dissipação de calor chave, e geralmente não é considerado no plano de projeto térmico. A influência da temperatura do módulo de alimentação. Em aplicações específicas, a temperatura do módulo de controle do conversor geral é maior do que a temperatura ambiente natural. Portanto, a transferência de energia cinética radiante é propícia à dissipação de calor. No entanto, em algumas condições, a temperatura de algumas fontes de calor (placas eletrônicas de dispositivos, resistores de alta potência, etc.) ao redor do módulo de controle é maior do que a temperatura do módulo de energia, e o calor radiante desses objetos aumentará a temperatura do módulo de controle.

No plano de projeto de dissipação de calor, as posições relativas dos componentes periféricos do módulo de controle do conversor devem ser organizadas cientificamente de acordo com a influência que a radiação térmica causará. Quando os componentes quentes estiverem próximos ao módulo de controle do conversor, a fim de enfraquecer o efeito de aquecimento da fonte de radiação, as finas aletas da placa de isolamento térmico devem ser inseridas entre o módulo de controle e os componentes quentes.

2, dissipação de calor de transmissão

Em muitas aplicações, o calor gerado no substrato do módulo de energia deve ser transferido para uma longa superfície de dissipação de calor através de componentes de transferência de calor. Dessa forma, a temperatura do substrato do módulo de energia será equivalente à soma da temperatura da superfície de dissipação de calor, da temperatura dos componentes de transferência de calor e da temperatura de ambas as superfícies.

A resistência térmica dos componentes de transferência de calor é proporcional ao comprimento L entre os dois, e inversamente proporcional à área transversal e taxa de transferência de calor entre os dois. O uso de matérias-primas adequadas e áreas transversais também pode reduzir efetivamente a resistência térmica dos componentes de transferência de calor. Quando o espaço de instalação e o custo são permitidos, o radiador com menor resistência térmica deve ser usado. Deve-se ter em mente que se a temperatura do substrato do módulo de potência diminuir ligeiramente, o tempo médio entre as falhas (MTBF) aumentará significativamente.

As matérias-primas para a produção de dissipadores de calor são um elemento-chave que afeta a eficiência, por isso você deve prestar atenção a muitos aspectos na hora da seleção. Na maioria das aplicações, o calor gerado pelo módulo de energia será transferido do substrato para o dissipador de calor ou componentes de transferência de calor. No entanto, haverá uma diferença de temperatura na superfície entre o substrato do módulo de energia e os componentes de transferência de calor. Este tipo de diferença de temperatura deve ser controlada.

A resistência térmica está conectada em série no circuito de controle de dissipação de calor. A temperatura do substrato deve ser a temperatura da superfície e os componentes de transferência de calor. A soma da temperatura. Se não for controlado, o aumento da temperatura da superfície será muito óbvio. A área total da superfície deve ser o maior possível, e a suavidade da superfície deve estar dentro de 5 mils (0,005 pés). Para remover melhor a irregularidade da superfície, você pode encher a superfície com cola condutora térmica ou almofada de transferência de calor. ) Após a tomada de contramedidas adequadas, a resistência térmica da superfície pode ser reduzida para menos de 0,1 °C/W. Somente reduzindo a resistência térmica à dissipação de calor (RTH) ou reduzindo o consumo de energia (Ploss) a temperatura pode ser reduzida e o TAmax pode ser aumentado.

A potência máxima da fonte de alimentação de comutação está relacionada à temperatura da cena da aplicação. Os principais parâmetros que afetam a perda de energia de saída Ploss, resistência térmica RTH e a maior fonte de alimentação de alimentação de alimentação TC. A fonte de alimentação com alta eficiência e melhor dissipação de calor terá uma temperatura mais baixa. Quando a potência nominal de saída for saída, sua temperatura utilizável será marginal. A temperatura de uma fonte de alimentação com menor eficiência ou dissipação de calor fraca será maior. Devem ser aplicações resfriadas ou desarmadas no ar.

3, dissipação de calor de convecção

A dissipação de calor convecção é o método de dissipação de calor mais usado para conversores de energia Aipu. A convecção é geralmente dividida em convecção natural e convecção forçada. A transferência de calor da superfície do bloco quente para o gás estático circundante a uma temperatura mais baixa é chamada de convecção natural; a transferência de calor da superfície do bloco quente para o gás fluido é chamada de convecção forçada.    　　As vantagens da convecção natural são que é muito fácil de implementar, não requer ventiladores elétricos, é de baixo custo, e tem alta confiabilidade na dissipação de calor. No entanto, em contraste com a convecção forçada, a fim de alcançar a mesma temperatura do substrato, um grande dissipador de calor é necessário.

O design do radiador de convecção natural também deve prestar atenção ao seguinte:

Geralmente, apenas os principais parâmetros de dissipadores de calor verticais são dados para dissipadores de calor. O efeito real de dissipação de calor do dissipador de calor horizontal é fraco. Se for necessária a instalação horizontal, a área do radiador deve ser aumentada adequadamente, e a dissipação forçada de calor de convecção também pode ser usada.