שלוש שיטות יעילות לפיזור חום של מודולי כוח

ישנן שלוש שיטות בסיסיות להעברת אנרגיה של מודול כוח מאזור בטמפרטורה גבוהה לאזור בטמפרטורה נמוכה: קרינה, שידור והסעה.

קרינה: העברת אינדוקציה אלקטרומגנטית של חום שנוצר בין שני בלוקים בטמפרטורות שונות.

שידור: העברת יצירת חום דרך תווך מוצק.

הסעה: העברת חום דרך תווך נוזלי (גז).

במגוון יישומים ספציפיים, לשלוש שיטות העברת החום יש לרוב רמות שונות של השפעה. ברוב היישומים, הסעה היא שיטת העברת החום הקריטית ביותר. אם מוסיפים את שתי שיטות פיזור החום האחרות, ההשפעה בפועל תהיה טובה יותר. עם זאת, במצבים מסוימים, לשתי השיטות הללו עשויות להיות גם השפעות לא מועילות. לכן, בעת תכנון מערכת פיזור חום איכותית, כל שלוש שיטות העברת החום נבחנות בקפידה.

מודול כוח

1, מקור קרינה, פיזור חום

כאשר שני ממשקים עם טמפרטורות שונות עומדים זה מול זה, זה יגרום להעברת קרינה מתמשכת של חום.

ההשפעה הסופית של קרינה על הטמפרטורה של בלוקים מסוימים נקבעת על ידי גורמים רבים: הפרש הטמפרטורות של רכיבים שונים, כיוון הרכיבים הקשורים, החלקות של פני השטח של הרכיבים והמרווח ההדדי שלהם וכו'. כי אין דרך לנתח כמותית את האלמנט הזה, בתוספת ההשפעה של חילופי האנרגיה הקינטית הקרינה של הסביבה'של עצמו, זה מאוד מסובך למדוד את הנזק של קרינה לטמפרטורה, וקשה לחשב במדויק.

ביישום הספציפי של מודול בקרת ממיר כוח המיתוג, אין זה סביר להסתמך רק על פיזור חום קורן כשיטת הקירור של הממיר. ברוב המקרים, מקור הקרינה מפזר רק 10% או פחות מכלל ייצור החום. לכן, חום קרינה משמש בדרך כלל רק כשיטה עזר בנוסף לשיטת פיזור החום המפתח, ובדרך כלל זה לא נחשב בתוכנית התכנון התרמי. השפעת הטמפרטורה של מודול אספקת החשמל. ביישומים ספציפיים, הטמפרטורה של מודול בקרת הממיר הכללי גבוהה מטמפרטורת הסביבה הטבעית. לכן, העברת האנרגיה הקינטית הזוהר תורמת לפיזור חום. עם זאת, בתנאים מסוימים, הטמפרטורה של חלק ממקורות החום (לוחות מכשירים אלקטרוניים, נגדים בעלי הספק גבוה וכו') סביב מודול הבקרה גבוהה מהטמפרטורה של מודול הכוח, וחום הקרינה של עצמים אלה יעלה את הטמפרטורה של מודול הבקרה.

בתוכנית התכנון של פיזור חום, יש לסדר באופן מדעי את המיקומים היחסיים של הרכיבים ההיקפיים של מודול בקרת הממיר בהתאם להשפעה שקרינת החום תגרום. כאשר הרכיבים החמים קרובים למודול בקרת הממיר, על מנת להחליש את אפקט החימום של מקור הקרינה, יש להכניס את הסנפירים הדקים של לוח בידוד החום בין מודול הבקרה לרכיבים החמים.

2, פיזור חום שידור

ביישומים רבים, החום שנוצר על מצע מודול הכוח חייב להיות מועבר למשטח פיזור חום ארוך באמצעות רכיבי העברת חום. כך, הטמפרטורה של מצע מודול הכוח תהיה שווה ערך לסכום הטמפרטורה של משטח פיזור החום, הטמפרטורה של רכיבי העברת החום והטמפרטורה של שני המשטחים. ההתנגדות התרמית של רכיבי העברת החום היא פרופורציונלית לאורך L בין השניים, ובפרופורציה הפוך לשטח החתך ולקצב העברת החום בין השניים. השימוש בחומרי גלם מתאימים ובשטחי חתך יכולים גם להפחית ביעילות את ההתנגדות התרמית של רכיבי העברת החום. כאשר מותר מקום התקנה ועלות, יש להשתמש ברדיאטור בעל ההתנגדות התרמית הנמוכה ביותר. יש לזכור שאם טמפרטורת המצע של מודול הכוח יורדת מעט, הזמן הממוצע בין תקלות (MTBF) יגדל באופן משמעותי.

חומרי הגלם לייצור גופי קירור הם מרכיב מרכזי המשפיע על היעילות, ולכן יש לשים לב להיבטים רבים בעת הבחירה. ברוב היישומים, החום שנוצר על ידי מודול הכוח יועבר מהמצע לגוף הקירור או לרכיבי העברת החום. עם זאת, יהיה הבדל טמפרטורה על פני השטח בין מצע מודול הכוח לרכיבי העברת החום. יש לשלוט בסוג זה של הפרש טמפרטורה. ההתנגדות התרמית מחוברת בסדרה בלולאת בקרת פיזור החום. הטמפרטורה של המצע צריכה להיות טמפרטורת פני השטח ורכיבי העברת החום. סכום הטמפרטורה. אם זה לא נשלט, עליית הטמפרטורה של פני השטח תהיה ברורה מאוד. שטח הפנים הכולל צריך להיות גדול ככל האפשר, והחלקות של פני השטח צריכה להיות בטווח של 5 מיילים (0.005 רגל). על מנת להסיר טוב יותר את חוסר אחידות המשטח, ניתן למלא את המשטח בדבק מוליך תרמי או כרית העברת חום. ) לאחר נקיטת אמצעי נגד מתאימות, ניתן להפחית את ההתנגדות התרמית של פני השטח מתחת ל-0.1 ℃/W. רק על ידי הפחתת ההתנגדות התרמית לפיזור החום (RTH) או הפחתת צריכת החשמל (Ploss) ניתן להפחית את הטמפרטורה ולהגדיל את ה-TAmax. ההספק המרבי של ספק הכוח המיתוג קשור לטמפרטורה של סצנת היישום. הפרמטרים העיקריים המשפיעים על אובדן הספק הפלט Ploss, התנגדות תרמית RTH וספק הכוח המיתוג הגבוה ביותר מקרה טמפרטורת TC. לספק הכוח המיתוג עם יעילות גבוהה ופיזור חום הטוב ביותר תהיה טמפרטורה נמוכה יותר. כאשר הספק הנומינלי יוצא, הטמפרטורה הניתנת לשימוש שלהם תהיה שולית. הטמפרטורה של ספק כוח מיתוג עם יעילות נמוכה יותר או פיזור חום חלש תהיה גבוהה יותר. הם חייבים להיות יישומים מקוררים או מופחתים.

3, פיזור חום הסעה

פיזור חום הסעה היא שיטת פיזור החום הנפוצה ביותר עבור ממירי כוח Aipu. הסעה מחולקת בדרך כלל להסעה טבעית והסעה מאולצת. העברת החום מפני השטח של הבלוק החם לגז הסטטי שמסביב בטמפרטורה נמוכה יותר נקראת הסעה טבעית; העברת החום מפני השטח של הבלוק החם לגז הנוזל נקרא הסעה מאולצת.

היתרונות של הסעה טבעית הם בכך שהיא קלה מאוד ליישום, אינה דורשת מאווררים חשמליים, בעלות נמוכה ובעלת אמינות גבוהה בפיזור חום. עם זאת, בניגוד להסעה מאולצת, על מנת להשיג את אותה טמפרטורת המצע, נדרש גוף קירור גדול.

עיצוב רדיאטור הסעה טבעי צריך לשים לב גם לדברים הבאים:

בדרך כלל, רק הפרמטרים העיקריים של גופי קירור אנכיים ניתנים עבור גופי קירור. השפעת פיזור החום בפועל של גוף הקירור האופקי חלשה. אם נדרשת התקנה אופקית, יש להגדיל את שטח הרדיאטור באופן מתאים, וניתן להשתמש גם בפיזור חום בהסעה מאולצת.