תיאור מצב פיזור החום של מודול הכוח

קיימות שלוש שיטות פיזור חום עבור מודולי הספק: הסעה, הולכה וקרינה. ביישומים מעשיים, רובם משתמשים בהסעה כשיטת פיזור החום העיקרית. אם התכנון מתאים, יחד עם שתי שיטות פיזור החום של הולכה וקרינה, ההשפעה תהיה מקסימלית. עם זאת, אם העיצוב אינו תקין, זה יגרום להשפעות שליליות. לכן, בעת תכנון מודול כוח, תכנון מערכת פיזור חום הפך להיות חוליה חשובה.

1. שיטת קירור הסעה

פיזור חום הסעה מתייחס להעברת חום דרך האוויר הבינוני הנוזל כדי להשיג את אפקט פיזור החום. זוהי שיטת פיזור החום הנפוצה שלנו. שיטות הסעה מחולקות בדרך כלל לשני סוגים, הסעה מאולצת והסעה טבעית. הסעה מאולצת מתייחסת להעברת חום מפני השטח של עצם החימום לאוויר הזורם, והסעה טבעית מתייחסת להעברת חום מפני השטח של עצם החימום לאוויר הסובב בטמפרטורה נמוכה יותר. היתרונות של שימוש בהסעה טבעית הם יישום פשוט, עלות נמוכה, אין צורך במאוורר קירור חיצוני ואמינות גבוהה. על מנת שהסעה מאולצת תגיע לטמפרטורת המצע לשימוש רגיל, היא דורשת גוף קירור גדול יותר ותופסת מקום.

שימו לב לעיצוב של רדיאטור הסעה טבעי. אם לרדיאטור האופקי יש אפקט של פיזור חום גרוע, יש להגדיל את שטח הרדיאטור בצורה מתאימה או להכריח הסעה כדי לפזר חום כשהוא מותקן אופקית.

2. שיטת פיזור חום הולכה

כאשר מודול הכוח נמצא בשימוש, החום על המצע חייב להיות מוליך אל משטח פיזור החום הרחוק דרך האלמנט מוליך החום, כך שטמפרטורת המצע תהיה שווה לסכום הטמפרטורה של פיזור החום. משטח, עליית הטמפרטורה של אלמנט מוליך החום ועליית הטמפרטורה של שני משטחי המגע. בדרך זו, ניתן להנדיד את אנרגיית החום בחלל יעיל כדי להבטיח שהרכיבים יוכלו לעבוד כרגיל. ההתנגדות התרמית של אלמנט תרמי עומדת ביחס ישר לאורך, ובפרופורציה הפוך לשטח החתך ולמוליכות התרמית שלו. אם לא מתחשבים בשטח ההתקנה ובעלות, יש להשתמש ברדיאטור בעל ההתנגדות התרמית הקטנה ביותר. מכיוון שטמפרטורת המצע של ספק הכוח יורדת מעט, הזמן הממוצע בין תקלות ישתפר משמעותית, יציבות ספק הכוח תשתפר, וחיי השירות יהיו ארוכים יותר.

טמפרטורה היא גורם חשוב המשפיע על הביצועים של ספק הכוח, ולכן בעת ​​בחירת רדיאטור, כדאי להתמקד בחומרי הייצור שלו. ביישומים מעשיים, החום שנוצר על ידי המודול מוליך מהמצע לגוף הקירור או לאלמנט מוליך החום. עם זאת, יהיה הפרש טמפרטורה על משטח המגע בין מצע הכוח לאלמנט מוליך החום, ויש לשלוט בהפרש טמפרטורה זה. טמפרטורת המצע צריכה להיות סכום עליית הטמפרטורה של משטח המגע והטמפרטורה של אלמנט מוליך החום. אם זה לא נשלט, עליית הטמפרטורה של משטח המגע תהיה משמעותית במיוחד. לכן, שטח משטח המגע צריך להיות גדול ככל האפשר, והחלקות של משטח המגע צריכה להיות בטווח של 5 מיליליטר, כלומר בטווח של 0.005 אינץ'.

על מנת לבטל את חוסר אחידות המשטח, יש למלא את משטח המגע בדבק מוליך תרמי או רפידה תרמית. לאחר נקיטת אמצעים מתאימים, ניתן להפחית את ההתנגדות התרמית של משטח המגע מתחת ל-0.1°C/W. רק על ידי הפחתת פיזור החום וההתנגדות התרמית או צריכת החשמל ניתן להפחית את עליית הטמפרטורה. הספק המוצא המרבי של ספק הכוח קשור לטמפרטורת סביבת היישום. הפרמטרים המשפיעים כוללים בדרך כלל: אובדן חשמל, התנגדות תרמית וטמפרטורת מארז אספקת החשמל המקסימלית. לספקי כוח בעלי יעילות גבוהה ופיזור חום טוב יותר תהיה עליית טמפרטורה נמוכה יותר, ולטמפרטורה השמישה שלהם תהיה מרווח בתפוקת הכוח המדורגת. לספקי כוח בעלי יעילות נמוכה יותר או פיזור חום לקוי תהיה עליית טמפרטורה גבוהה יותר מכיוון שהם דורשים קירור אוויר או שיש צורך להוריד אותם לשימוש.

3. שיטת פיזור חום קרינה

פיזור חום קרינה הוא העברה קרינה רצופה של חום המתרחשת כאשר שני ממשקים עם טמפרטורות שונות עומדים זה מול זה. השפעת הקרינה על הטמפרטורה של עצם בודד תלויה בגורמים רבים, כמו הפרש הטמפרטורה של רכיבים שונים, החלק החיצוני של הרכיבים, מיקום הרכיבים והמרחק ביניהם. ביישומים מעשיים, קשה לכמת את הגורמים הללו, ובשילוב עם השפעת חילופי האנרגיה הקרינה של הסביבה הסובבת, קשה לחשב במדויק את ההשפעות המבולגנות של קרינה על הטמפרטורה.

ביישומים מעשיים, זה בלתי אפשרי עבור ספק כוח להשתמש בפיזור חום קרינה בלבד, מכיוון ששיטה זו יכולה בדרך כלל להפיג רק 10% או פחות מכלל החום. הוא משמש בדרך כלל כאמצעי עזר לשיטת פיזור החום העיקרית ובדרך כלל אינו נחשב בתכנון תרמי. השפעתו על הטמפרטורה. במצב העבודה של ספק הכוח, הטמפרטורה שלו בדרך כלל גבוהה מהטמפרטורה של הסביבה החיצונית, והעברת הקרינה מסייעת לפיזור החום הכולל. עם זאת, בנסיבות מיוחדות, מקורות חום בקרבת אספקת החשמל, כגון נגדים בעלי הספק גבוה, לוחות מכשירים וכו', הקרינה של עצמים אלו תגרום לעלייה בטמפרטורה של מודול אספקת החשמל.