Jaké jsou způsoby, jak zajistit dobré chlazení napájecího zdroje?

Když elektroinženýři zmíní termín"řízení napájení", většina lidí si vybaví MOS elektronky, konvertory, transformátory atd.

Ve skutečnosti je správa napájení mnohem víc než to.

Napájecí zdroj bude při provozu generovat teplo a neustálý nárůst teploty způsobí změny výkonu, které mohou případně vést k selhání systému. Teplo navíc zkrátí životnost součástí a ovlivní dlouhodobou spolehlivost.

Správa napájení proto zahrnuje také tepelný management. Co se týče tepelného managementu, je třeba porozumět dvěma hlediskům:

& quot;Mikro" problémy

Jedna součást se přehřála kvůli nadměrnému vývinu tepla, ale teplota zbytku systému a skříně je v limitu.

& quot;Makro" problémy Teplota celého systému je příliš vysoká kvůli akumulaci tepla z více zdrojů tepla.

Technik musí určit, kolik problémů tepelného managementu je mikro a makro, a stupeň korelace mezi těmito dvěma.

Jednoduché pochopení je, že i když nárůst teploty součásti generující teplo překročí přípustnou mez a způsobí zahřátí celého systému, nemusí to nutně znamenat přehřátí celého systému, ale přebytečné teplo generované součástí musí být rozptýlen.

Kam tedy jde teplo?

Rozptýleno na chladnější místo, může to být sousední část systému a šasi, nebo to může být mimo šasi (možné pouze tehdy, když je venkovní teplota nižší než vnitřní teplota).

Modelování a komplexní simulace Samostatné pasivní systémy jsou rozměrově větší, ale spolehlivější a efektivnější a ventilátory mohou hrát roli v situacích, kdy pasivní chlazení nelze použít samostatně.

Jaký systém pro chlazení zvolit, je často těžké rozhodnutí.

V tuto chvíli je nutné určit, kolik chladicího vzduchu je potřeba a jak dosáhnout chlazení pomocí modelování a simulace, což je zásadní pro efektivní strategie tepelného managementu.

U miniaturního modelu je zdroj tepla a jeho dráha tepelného toku charakterizován svým tepelným odporem a tepelný odpor je určen použitým materiálem, kvalitou a velikostí.

Modelování ukazuje, jak teplo proudí ze zdroje tepla a je také prvním krokem při vyhodnocování komponentů, které svým vlastním odvodem tepla způsobují tepelné havárie.

Například dodavatelé zařízení, jako jsou integrované obvody s vysokým rozptylem tepla, MOSFETy a IGBT, obvykle poskytují tepelné modely, které mohou poskytnout podrobnosti o tepelné cestě od zdroje tepla k povrchu zařízení.

Jakmile je známé tepelné zatížení každé součásti, je dalším krokem modelování na makro úrovni, což je jednoduché i složité: Upravte velikost proudění vzduchu různými zdroji tepla tak, aby byla jeho teplota pod přípustným limitem; použijte teplotu vzduchu, dostupný průtok nevynuceného průtoku vzduchu, průtok vzduchu ventilátorem a další faktory k provedení základních výpočtů, abyste zhruba pochopili teplotní situaci.

Dalším krokem je použití modelu a umístění každého zdroje tepla, PC desky, povrchu pláště a dalších faktorů k provedení složitějšího modelování celého produktu a jeho obalu.

Nakonec musí modelování vyřešit dva problémy: Problém špičkového a průměrného rozptylu. Například součástka v ustáleném stavu s trvalým tepelným ztrátou 1W a zařízení se ztrátou tepla 10W, ale s 10% přerušovaným pracovním cyklem mají různé tepelné účinky.

To znamená, že průměrný rozptyl tepla je stejný a související tepelná hmota a tepelný tok budou produkovat různé distribuce tepla. Většina aplikací CFD může kombinovat statickou a dynamickou analýzu.

Nedokonalost fyzického spojení mezi povrchem součástky a miniaturním modelem, jako je fyzické spojení mezi horní částí pouzdra IC a chladičem.

Pokud má spoj malou vzdálenost, tepelný odpor této cesty se zvýší a je nutné vyplnit kontaktní plochu tepelnou podložkou pro zvýšení tepelné vodivosti cesty.

Tepelný management může snížit teplotu součástí v napájecím zdroji a vnitřním prostředí, což může prodloužit životnost produktu a zlepšit spolehlivost.

Tepelný management je však integrovaný koncept, pokud se rozdělí na detaily, je to obrovské téma.

Zahrnuje kompromisy velikosti, výkonu, účinnosti, hmotnosti, spolehlivosti a ceny.Musí být vyhodnocena priorita a omezení projektu.