बिजली मॉड्यूल के गर्मी अपव्यय के लिए तीन प्रभावी तरीके

उच्च तापमान क्षेत्र से निम्न तापमान क्षेत्र में पावर मॉड्यूल ऊर्जा हस्तांतरण के लिए तीन बुनियादी तरीके हैं: विकिरण, संचरण और संवहन।

विकिरण: विभिन्न तापमानों के दो ब्लॉकों के बीच उत्पन्न गर्मी का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण हस्तांतरण।

संचरण: एक ठोस माध्यम के माध्यम से ऊष्मा उत्पादन का स्थानांतरण।

संवहन: द्रव माध्यम (गैस) के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण।

विभिन्न विशिष्ट अनुप्रयोगों में, गर्मी हस्तांतरण के सभी तीन तरीकों में अक्सर प्रभाव के विभिन्न स्तर होते हैं। अधिकांश अनुप्रयोगों में, संवहन सबसे महत्वपूर्ण गर्मी हस्तांतरण विधि है। यदि अन्य दो ऊष्मा अपव्यय विधियों को जोड़ा जाए, तो वास्तविक प्रभाव बेहतर होगा। हालाँकि, कुछ स्थितियों में, इन दो विधियों के प्रतिकूल प्रभाव भी हो सकते हैं। इसलिए, उच्च गुणवत्ता वाली गर्मी लंपटता प्रणाली को डिजाइन करते समय, सभी तीन गर्मी हस्तांतरण विधियों पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाता है।

पावर मॉड्यूल

1, विकिरण स्रोत, गर्मी अपव्यय

जब अलग-अलग तापमान वाले दो इंटरफेस एक-दूसरे का सामना करते हैं, तो यह गर्मी के निरंतर विकिरण हस्तांतरण का कारण बनेगा।

कुछ ब्लॉकों के तापमान पर विकिरण का अंतिम प्रभाव कई कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है: विभिन्न घटकों का तापमान अंतर, संबंधित घटकों का उन्मुखीकरण, घटकों की सतह की चिकनाई और उनके पारस्परिक अंतर आदि। क्योंकि कोई रास्ता नहीं है इस तत्व का मात्रात्मक विश्लेषण करने के लिए, साथ ही आसपास के वातावरण' के स्वयं के विकिरण गतिज ऊर्जा विनिमय के प्रभाव, तापमान को विकिरण के नुकसान को मापना बहुत जटिल है, और इसकी सटीक गणना करना मुश्किल है।

स्विचिंग पावर कन्वर्टर कंट्रोल मॉड्यूल के विशिष्ट अनुप्रयोग में, कनवर्टर की शीतलन विधि के रूप में पूरी तरह से उज्ज्वल गर्मी अपव्यय पर भरोसा करने की संभावना नहीं है। ज्यादातर मामलों में, दीप्तिमान स्रोत कुल गर्मी उत्पादन का केवल 10% या उससे कम का प्रसार करता है। इसलिए, उज्ज्वल गर्मी आम तौर पर केवल मुख्य गर्मी अपव्यय विधि के अतिरिक्त सहायक विधि के रूप में उपयोग की जाती है, और इसे आमतौर पर थर्मल डिजाइन योजना में नहीं माना जाता है। बिजली आपूर्ति मॉड्यूल के तापमान का प्रभाव। विशिष्ट अनुप्रयोगों में, सामान्य कनवर्टर नियंत्रण मॉड्यूल का तापमान प्राकृतिक परिवेश के तापमान से अधिक होता है। इसलिए, विकिरण गतिज ऊर्जा हस्तांतरण गर्मी अपव्यय के लिए अनुकूल है। हालांकि, कुछ परिस्थितियों में, नियंत्रण मॉड्यूल के आसपास कुछ ताप स्रोतों (इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बोर्ड, उच्च-शक्ति प्रतिरोधक, आदि) का तापमान पावर मॉड्यूल के तापमान से अधिक होता है, और इन वस्तुओं की उज्ज्वल गर्मी तापमान में वृद्धि करेगी। नियंत्रण मॉड्यूल के।

गर्मी अपव्यय डिजाइन योजना में, कनवर्टर नियंत्रण मॉड्यूल के परिधीय घटकों की सापेक्ष स्थिति को वैज्ञानिक रूप से उस प्रभाव के अनुसार व्यवस्थित किया जाना चाहिए जो गर्मी विकिरण का कारण होगा। जब गर्म घटक कनवर्टर नियंत्रण मॉड्यूल के करीब होते हैं, तो विकिरण स्रोत के ताप प्रभाव को कमजोर करने के लिए, गर्मी इन्सुलेशन बोर्ड के पतले पंखों को नियंत्रण मॉड्यूल और गर्म घटकों के बीच डाला जाना चाहिए।

2, संचरण गर्मी लंपटता

कई अनुप्रयोगों में, पावर मॉड्यूल सब्सट्रेट पर उत्पन्न गर्मी को गर्मी हस्तांतरण घटकों के माध्यम से एक लंबी गर्मी अपव्यय सतह पर स्थानांतरित किया जाना चाहिए। इस तरह, पावर मॉड्यूल सब्सट्रेट का तापमान गर्मी अपव्यय सतह के तापमान, गर्मी हस्तांतरण घटकों के तापमान और दोनों सतहों के तापमान के योग के बराबर होगा। गर्मी हस्तांतरण घटकों का थर्मल प्रतिरोध दोनों के बीच लंबाई एल के लिए आनुपातिक है, और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और दोनों के बीच गर्मी हस्तांतरण दर के विपरीत आनुपातिक है। उपयुक्त कच्चे माल और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्रों का उपयोग भी गर्मी हस्तांतरण घटकों के थर्मल प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है। जब स्थापना स्थान और लागत की अनुमति दी जाती है, तो कम से कम थर्मल प्रतिरोध वाले रेडिएटर का उपयोग किया जाना चाहिए। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि यदि पावर मॉड्यूल का सब्सट्रेट तापमान थोड़ा कम हो जाता है, तो विफलताओं (एमटीबीएफ) के बीच का औसत समय काफी बढ़ जाएगा।

हीट सिंक के उत्पादन के लिए कच्चा माल एक प्रमुख तत्व है जो दक्षता को प्रभावित करता है, इसलिए चयन करते समय आपको कई पहलुओं पर ध्यान देना चाहिए। अधिकांश अनुप्रयोगों में, पावर मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न गर्मी को सब्सट्रेट से हीट सिंक या हीट ट्रांसफर घटकों में स्थानांतरित किया जाएगा। हालांकि, पावर मॉड्यूल सब्सट्रेट और हीट ट्रांसफर घटकों के बीच सतह पर तापमान में अंतर होगा। इस प्रकार के तापमान अंतर को नियंत्रित किया जाना चाहिए। थर्मल प्रतिरोध गर्मी अपव्यय नियंत्रण लूप में श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। सब्सट्रेट का तापमान सतह का तापमान और गर्मी हस्तांतरण घटक होना चाहिए। तापमान का योग। यदि इसे नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो सतह का तापमान बढ़ना बहुत स्पष्ट होगा। कुल सतह क्षेत्र जितना संभव हो उतना बड़ा होना चाहिए, और सतह की चिकनाई 5 मिलियन (0.005 फीट) के भीतर होनी चाहिए। सतह की असमानता को बेहतर ढंग से दूर करने के लिए, आप सतह को तापीय प्रवाहकीय गोंद या गर्मी हस्तांतरण पैड से भर सकते हैं। ) उचित उपाय करने के बाद, सतह के थर्मल प्रतिरोध को 0.1 ℃ / W से कम किया जा सकता है। केवल गर्मी अपव्यय थर्मल प्रतिरोध (RTH) को कम करके या बिजली की खपत (प्लॉस) को कम करके तापमान को कम किया जा सकता है और TAmax को बढ़ाया जा सकता है। स्विचिंग बिजली की आपूर्ति की अधिकतम शक्ति अनुप्रयोग दृश्य के तापमान से संबंधित है। मुख्य पैरामीटर जो आउटपुट पावर लॉस प्लॉस, थर्मल प्रतिरोध आरटीएच और उच्चतम स्विचिंग पावर सप्लाई केस तापमान टीसी को प्रभावित करते हैं। उच्च दक्षता और सर्वोत्तम गर्मी अपव्यय के साथ स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का तापमान कम होगा। जब नाममात्र उत्पादन शक्ति उत्पादन होता है, तो उनका प्रयोग करने योग्य तापमान मामूली होगा। कम दक्षता या कमजोर गर्मी अपव्यय के साथ स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का तापमान अधिक होगा। वे एयर-कूल्ड या व्युत्पन्न अनुप्रयोग होने चाहिए।

3, संवहन गर्मी लंपटता

संवहन गर्मी लंपटता Aipu बिजली कन्वर्टर्स के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली गर्मी लंपटता विधि है। संवहन को आम तौर पर प्राकृतिक संवहन और मजबूर संवहन में विभाजित किया जाता है। गर्म ब्लॉक की सतह से कम तापमान पर आसपास की स्थिर गैस में गर्मी के हस्तांतरण को प्राकृतिक संवहन कहा जाता है; गर्म ब्लॉक की सतह से द्रव गैस में गर्मी के स्थानांतरण को मजबूर संवहन कहा जाता है।

प्राकृतिक संवहन के लाभ यह हैं कि इसे लागू करना बहुत आसान है, बिजली के पंखे की आवश्यकता नहीं है, लागत कम है, और गर्मी लंपटता में उच्च विश्वसनीयता है। हालांकि, मजबूर संवहन के विपरीत, समान सब्सट्रेट तापमान को प्राप्त करने के लिए, एक बड़े हीट सिंक की आवश्यकता होती है।

प्राकृतिक संवहन रेडिएटर डिजाइन को निम्नलिखित पर भी ध्यान देना चाहिए:

आमतौर पर, हीट सिंक के लिए केवल वर्टिकल हीट सिंक के मुख्य पैरामीटर दिए जाते हैं। क्षैतिज गर्मी सिंक का वास्तविक गर्मी अपव्यय प्रभाव कमजोर है। यदि क्षैतिज स्थापना की आवश्यकता है, तो रेडिएटर के क्षेत्र को उचित रूप से बढ़ाया जाना चाहिए, और मजबूर संवहन गर्मी अपव्यय का भी उपयोग किया जा सकता है।