Jak navrhnout výkonový radiátor
Existují tři metody odvodu tepla pro napájecí moduly:konvekce, vedení a záření.
V praktických aplikacích většina z nich používá konvekci jako hlavní metodu odvodu tepla. Pokud je návrh vhodný, spolu se dvěma metodami odvodu tepla vedením a zářením, bude efekt maximalizován. Pokud je však návrh nesprávný, způsobí nepříznivé účinky. Proto se při navrhování napájecího modulu stal důležitým článkem návrh systému odvodu tepla.
1. Metoda odvádění konvekčního tepla
Konvekční odvod tepla se týká přenosu tepla vzduchem v tekutém médiu za účelem dosažení efektu odvodu tepla. Je to naše běžná metoda odvodu tepla.
Konvekční metody jsou obecně rozděleny do dvou typů, nucené konvekce a přirozené konvekce.Nucená konvekce se týká přenosu tepla z povrchu topného objektu na proudící vzduch a přirozená konvekce se týká přenosu tepla z povrchu topného objektu do okolního vzduchu při nižší teplotě.
Výhody použití přirozené konvekce jsou jednoduchá implementace, nízké náklady, bez potřeby externího chladicího ventilátoru a vysoká spolehlivost. Aby nucená konvekce dosáhla teploty substrátu pro normální použití, vyžaduje větší chladič a zabírá místo. Věnujte pozornost konstrukci přírodních konvekčních radiátorů. Pokud má horizontální radiátor špatný odvod tepla, plocha radiátoru by měla být vhodně zvětšena nebo nucena konvekce, aby se teplo rozptýlilo, když je instalováno vodorovně.
2. Vodivá metoda odvodu tepla
Když se používá napájecí modul, musí být teplo na substrátu vedeno na vzdálenou plochu pro odvod tepla přes prvek pro vedení tepla tak, aby teplota substrátu byla rovna teplotě povrchu pro odvod tepla, zvýšení teploty prvku vedení tepla a zvýšení teploty obou kontaktních ploch. Součet. Tímto způsobem může být tepelná energie vypařována v efektivním prostoru, aby bylo zajištěno, že komponenty mohou pracovat normálně. Tepelný odpor tepelného prvku je přímo úměrný délce a nepřímo úměrný jeho ploše průřezu a tepelné vodivosti. Pokud se nebere v úvahu instalační prostor a náklady, měl by být použit radiátor s nejmenším tepelným odporem. Vzhledem k tomu, že teplota substrátu napájecího zdroje mírně klesá, střední doba mezi poruchami se výrazně zlepší, zlepší se stabilita napájecího zdroje a životnost bude delší. Teplota je důležitým faktorem, který ovlivňuje výkon napájecího zdroje, takže při výběru radiátoru byste se měli zaměřit na jeho výrobní materiály. V praktických aplikacích je teplo generované modulem vedeno ze substrátu do chladiče nebo teplovodivého prvku. Na stykové ploše mezi napájecím substrátem a teplovodivým prvkem však bude teplotní rozdíl a tento teplotní rozdíl musí být řízen. Teplota substrátu by měla být součtem teplotního nárůstu kontaktní plochy a teploty teplovodivého prvku. Pokud není řízena, bude zvýšení teploty kontaktní plochy obzvláště významné.
Proto by plocha kontaktní plochy měla být co největší a hladkost kontaktní plochy by měla být v rozmezí 5 mil, tj. Do 0,005 palce. Aby se odstranily nerovnosti povrchu, měla by být kontaktní plocha naplněna tepelně vodivým lepidlem nebo tepelnou podložkou. Po přijetí vhodných opatření lze tepelný odpor kontaktní plochy snížit pod 0,1 °C/W. Pouze snížením odvodu tepla a tepelného odporu nebo spotřeby energie lze snížit nárůst teploty. Maximální výstupní výkon napájecího zdroje souvisí s teplotou prostředí aplikace. Mezi ovlivňující parametry obecně patří: ztráta výkonu, tepelný odpor a maximální teplota pouzdra napájecího zdroje. Napájecí zdroje s vysokou účinností a lepším odvodem tepla budou mít nižší nárůst teploty a jejich použitelná teplota bude mít rezervu na jmenovitém výkonu. Napájecí zdroje s nižší účinností nebo špatným odvodem tepla budou mít vyšší nárůst teploty, protože vyžadují chlazení vzduchem nebo je třeba je pro použití snížit.
3. Metoda odvodu radiačního tepla
Radiační odvod tepla je postupný radiační přenos tepla, kdy proti sobě stojí dvě rozhraní s různými teplotami. Vliv záření na teplotu jednoho objektu závisí na mnoha faktorech, jako je teplotní rozdíl různých složek, vnější strana součástí, poloha součástí a vzdálenost mezi nimi. V praktických aplikacích je obtížné tyto faktory kvantifikovat a ve spojení s vlivem vlastní výměny zářivé energie okolního prostředí je obtížné přesně vypočítat chaotické účinky záření na teplotu. V praktických aplikacích není možné, aby napájecí zdroj používal pouze odvod tepla záření, protože tato metoda může obecně odvádět pouze 10% nebo méně celkového tepla. Obvykle se používá jako pomocný prostředek hlavní metody odvodu tepla a obecně se nebere v úvahu v tepelném designu. Jeho vliv na teplotu. V provozním stavu napájecího zdroje je jeho teplota obecně vyšší než teplota vnějšího prostředí a přenos záření pomáhá celkovému odvodu tepla. Za zvláštních okolností však zdroje tepla v blízkosti napájecího zdroje, jako jsou vysoce výkonné rezistory, desky zařízení atd., Záření těchto objektů způsobí zvýšení teploty napájecího modulu.
