Deskripsi mode disipasi panas modul daya
Ada tiga metode disipasi panas untuk modul daya: konveksi, konduksi, dan radiasi. Dalam aplikasi praktis, kebanyakan dari mereka menggunakan konveksi sebagai metode disipasi panas utama. Jika desainnya sesuai, ditambah dengan dua metode disipasi panas konduksi dan radiasi, efeknya akan dimaksimalkan. Namun, jika desainnya tidak tepat, itu akan menyebabkan efek buruk. Oleh karena itu, ketika merancang modul daya, merancang sistem pembuangan panas telah menjadi tautan penting.
1. Metode pendinginan konveksi
Disipasi panas konveksi mengacu pada transfer panas melalui udara medium fluida untuk mencapai efek disipasi panas. Ini adalah metode disipasi panas kita bersama. Metode konveksi umumnya dibagi menjadi dua jenis, konveksi paksa dan konveksi alami. Konveksi paksa mengacu pada transfer panas dari permukaan objek pemanas ke udara yang mengalir, dan konveksi alami mengacu pada transfer panas dari permukaan objek pemanas ke udara di sekitarnya pada suhu yang lebih rendah. Keuntungan menggunakan konveksi alami adalah implementasi sederhana, biaya rendah, tidak perlu kipas pendingin eksternal, dan keandalan tinggi. Agar konveksi paksa mencapai suhu substrat untuk penggunaan normal, dibutuhkan heat sink yang lebih besar dan memakan ruang.
Perhatikan desain radiator konveksi alami. Jika radiator horizontal memiliki efek disipasi panas yang buruk, area radiator harus ditingkatkan atau konveksi paksa untuk menghilangkan panas ketika dipasang secara horizontal.
2. Metode disipasi panas konduksi
Ketika modul daya digunakan, panas pada substrat harus dilakukan ke permukaan pembuangan panas jauh melalui elemen penghantu panas, sehingga suhu substrat akan sama dengan jumlah suhu permukaan yang menghilang dari panas, kenaikan suhu elemen penghantu panas, dan kenaikan suhu dari dua permukaan kontak.
Dengan cara ini, energi panas dapat di volatilized dalam ruang yang efektif untuk memastikan bahwa komponen dapat bekerja secara normal. Ketahanan termal elemen termal berbanding lurus dengan panjang, dan berbanding terbalik dengan area penampang dan konduktivitas termalnya. Jika ruang instalasi dan biaya tidak dipertimbangkan, radiator dengan hambatan termal terkecil harus digunakan. Karena suhu substrat catu daya turun sedikit, waktu rata-rata antara kegagalan akan meningkat secara signifikan, stabilitas catu daya akan ditingkatkan, dan masa pakai akan lebih lama.
Suhu merupakan faktor penting yang mempengaruhi kinerja catu daya, jadi ketika memilih radiator, Anda harus fokus pada bahan pembuatannya. Dalam aplikasi praktis, panas yang dihasilkan oleh modul dilakukan dari substrat ke heat sink atau elemen pemanasan. Namun, akan ada perbedaan suhu pada permukaan kontak antara substrat daya dan elemen penghantu panas, dan perbedaan suhu ini harus dikontrol.
Suhu substrat harus menjadi jumlah kenaikan suhu permukaan kontak dan suhu elemen penghanduksi panas. Jika tidak dikendalikan, kenaikan suhu permukaan kontak akan sangat signifikan. Oleh karena itu, luas permukaan kontak harus sebesar mungkin, dan kelancaran permukaan kontak harus dalam jarak 5 mil, yaitu, dalam 0,005 inci.
Untuk menghilangkan ketidakrataan permukaan, permukaan kontak harus diisi dengan lem konduktif termal atau bantalan termal. Setelah mengambil langkah-langkah yang tepat, ketahanan termal permukaan kontak dapat dikurangi menjadi di bawah 0,1 ° C / W. Hanya dengan mengurangi disipasi panas dan ketahanan termal atau konsumsi daya, kenaikan suhu dapat dikurangi. Daya output maksimum catu daya terkait dengan suhu lingkungan aplikasi. Parameter yang mempengaruhi umumnya meliputi: kehilangan daya, hambatan termal dan suhu kasus catu daya maksimum. Catu daya dengan efisiensi tinggi dan disipasi panas yang lebih baik akan memiliki kenaikan suhu yang lebih rendah, dan suhu yang dapat digunakan akan memiliki margin pada output daya yang dinilai. Catu daya dengan efisiensi yang lebih rendah atau disipasi panas yang buruk akan memiliki kenaikan suhu yang lebih tinggi karena mereka membutuhkan pendinginan udara atau perlu dicemooh untuk digunakan.
3. Metode disipasi panas radiasi
Disipasi panas radiasi adalah transfer radiasi panas berturut-turut yang terjadi ketika dua antarmuka dengan suhu yang berbeda saling berhadapan. Pengaruh radiasi pada suhu satu objek tergantung pada banyak faktor, seperti perbedaan suhu berbagai komponen, bagian luar komponen, posisi komponen dan jarak di antara mereka. Dalam aplikasi praktis, faktor-faktor ini sulit untuk diukur, dan ditambah dengan pengaruh pertukaran energi radiasi lingkungan sekitarnya sendiri, sulit untuk secara akurat menghitung efek berantakan radiasi pada suhu.
Dalam aplikasi praktis, tidak mungkin catu daya menggunakan disipasi panas radiasi saja, karena metode ini umumnya hanya dapat menghilangkan 10% atau kurang dari total panas. Hal ini biasanya digunakan sebagai sarana tambahan dari metode disipasi panas utama dan umumnya tidak dipertimbangkan dalam desain termal. Pengaruhnya terhadap suhu. Dalam keadaan kerja catu daya, suhu umumnya lebih tinggi dari suhu lingkungan luar, dan transfer radiasi membantu disipasi panas secara keseluruhan. Namun, dalam keadaan khusus, sumber panas di dekat catu daya, seperti resistor berdaya tinggi, papan perangkat, dll., Radiasi benda-benda ini akan menyebabkan suhu modul catu daya meningkat.
