पावर मॉड्यूल के गर्मी अपव्यय मोड का विवरण

बिजली मॉड्यूल के लिए तीन गर्मी अपव्यय विधियां हैं: संवहन, चालन और विकिरण। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उनमें से ज्यादातर संवहन का उपयोग मुख्य गर्मी अपव्यय विधि के रूप में करते हैं। यदि डिजाइन उपयुक्त है, चालन और विकिरण के दो गर्मी अपव्यय विधियों के साथ, प्रभाव को अधिकतम किया जाएगा। हालांकि, अगर डिजाइन अनुचित है, तो यह प्रतिकूल प्रभाव डालेगा। इसलिए, पावर मॉड्यूल को डिजाइन करते समय, गर्मी अपव्यय प्रणाली को डिजाइन करना एक महत्वपूर्ण कड़ी बन गया है।

1. संवहन शीतलन विधि

संवहन गर्मी अपव्यय गर्मी अपव्यय प्रभाव को प्राप्त करने के लिए द्रव माध्यम हवा के माध्यम से गर्मी के हस्तांतरण को संदर्भित करता है। यह हमारी सामान्य ऊष्मा अपव्यय विधि है। संवहन विधियों को आम तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है, मजबूर संवहन और प्राकृतिक संवहन। जबरन संवहन हीटिंग ऑब्जेक्ट की सतह से बहने वाली हवा में गर्मी के हस्तांतरण को संदर्भित करता है, और प्राकृतिक संवहन हीटिंग ऑब्जेक्ट की सतह से कम तापमान पर आसपास की हवा में गर्मी के हस्तांतरण को संदर्भित करता है। प्राकृतिक संवहन का उपयोग करने के फायदे सरल कार्यान्वयन, कम लागत, बाहरी शीतलन प्रशंसक की कोई आवश्यकता नहीं है, और उच्च विश्वसनीयता है। मजबूर संवहन के लिए सामान्य उपयोग के लिए सब्सट्रेट तापमान तक पहुंचने के लिए, इसे एक बड़ी गर्मी सिंक की आवश्यकता होती है और जगह लेती है।

प्राकृतिक संवहन रेडिएटर के डिजाइन पर ध्यान दें। यदि क्षैतिज रेडिएटर में खराब गर्मी अपव्यय प्रभाव होता है, तो क्षैतिज रूप से स्थापित होने पर रेडिएटर के क्षेत्र को उचित रूप से बढ़ाया जाना चाहिए या गर्मी को खत्म करने के लिए मजबूर संवहन किया जाना चाहिए।

2. चालन गर्मी लंपटता विधि

जब पावर मॉड्यूल उपयोग में होता है, तो सब्सट्रेट पर गर्मी गर्मी-संचालन तत्व के माध्यम से दूर गर्मी अपव्यय सतह पर आयोजित की जानी चाहिए, ताकि सब्सट्रेट का तापमान गर्मी-अपव्यय के तापमान के योग के बराबर हो। सतह, गर्मी-संचालन तत्व का तापमान वृद्धि, और दो संपर्क सतहों का तापमान वृद्धि। इस तरह, यह सुनिश्चित करने के लिए कि घटक सामान्य रूप से काम कर सकते हैं, गर्मी ऊर्जा को एक प्रभावी स्थान पर अस्थिर किया जा सकता है। एक तापीय तत्व का तापीय प्रतिरोध लंबाई के सीधे आनुपातिक होता है, और इसके क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और तापीय चालकता के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यदि स्थापना स्थान और लागत पर विचार नहीं किया जाता है, तो सबसे छोटे थर्मल प्रतिरोध वाले रेडिएटर का उपयोग किया जाना चाहिए। क्योंकि बिजली की आपूर्ति का सब्सट्रेट तापमान थोड़ा कम हो जाता है, विफलताओं के बीच के औसत समय में काफी सुधार होगा, बिजली की आपूर्ति की स्थिरता में सुधार होगा, और सेवा जीवन लंबा होगा।

तापमान एक महत्वपूर्ण कारक है जो बिजली आपूर्ति के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, इसलिए रेडिएटर चुनते समय, आपको इसकी निर्माण सामग्री पर ध्यान देना चाहिए। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न गर्मी को सब्सट्रेट से हीट सिंक या हीट-कंडक्टिंग तत्व तक संचालित किया जाता है। हालांकि, पावर सब्सट्रेट और गर्मी-संचालन तत्व के बीच संपर्क सतह पर तापमान अंतर होगा, और इस तापमान अंतर को नियंत्रित किया जाना चाहिए। सब्सट्रेट का तापमान संपर्क सतह के तापमान में वृद्धि और गर्मी संवाहक तत्व के तापमान का योग होना चाहिए। यदि इसे नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो संपर्क सतह का तापमान वृद्धि विशेष रूप से महत्वपूर्ण होगी। इसलिए, संपर्क सतह का क्षेत्र जितना संभव हो उतना बड़ा होना चाहिए, और संपर्क सतह की चिकनाई 5 मील के भीतर, यानी 0.005 इंच के भीतर होनी चाहिए।

सतह की असमानता को खत्म करने के लिए, संपर्क सतह को थर्मल प्रवाहकीय गोंद या थर्मल पैड से भरा जाना चाहिए। उचित उपाय करने के बाद, संपर्क सतह के तापीय प्रतिरोध को 0.1°C/W से कम किया जा सकता है। केवल गर्मी अपव्यय और थर्मल प्रतिरोध या बिजली की खपत को कम करके तापमान वृद्धि को कम किया जा सकता है। बिजली आपूर्ति की अधिकतम उत्पादन शक्ति अनुप्रयोग पर्यावरण तापमान से संबंधित है। प्रभावित करने वाले मापदंडों में आम तौर पर शामिल हैं: बिजली की हानि, थर्मल प्रतिरोध और अधिकतम बिजली आपूर्ति मामले का तापमान। उच्च दक्षता और बेहतर गर्मी अपव्यय के साथ बिजली की आपूर्ति कम तापमान वृद्धि होगी, और उनके प्रयोग योग्य तापमान में रेटेड बिजली उत्पादन में एक मार्जिन होगा। कम दक्षता या खराब गर्मी अपव्यय के साथ बिजली की आपूर्ति में उच्च तापमान वृद्धि होगी क्योंकि उन्हें एयर कूलिंग की आवश्यकता होती है या उपयोग के लिए व्युत्पन्न होने की आवश्यकता होती है।

3. विकिरण गर्मी लंपटता विधि

विकिरण गर्मी अपव्यय गर्मी का क्रमिक विकिरण हस्तांतरण है जो तब होता है जब विभिन्न तापमान वाले दो इंटरफेस एक दूसरे का सामना करते हैं। किसी एक वस्तु के तापमान पर विकिरण का प्रभाव कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे विभिन्न घटकों के तापमान में अंतर, घटकों के बाहर, घटकों की स्थिति और उनके बीच की दूरी। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, इन कारकों को मापना मुश्किल होता है, और आसपास के वातावरण [जीजी] # 39; के स्वयं के उज्ज्वल ऊर्जा विनिमय के प्रभाव के साथ, तापमान पर विकिरण के गन्दा प्रभाव की सटीक गणना करना मुश्किल होता है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, बिजली की आपूर्ति के लिए अकेले विकिरण गर्मी अपव्यय का उपयोग करना असंभव है, क्योंकि यह विधि आम तौर पर कुल गर्मी का केवल 10% या उससे कम का प्रसार कर सकती है। यह आमतौर पर मुख्य गर्मी लंपटता विधि के सहायक साधन के रूप में उपयोग किया जाता है और आमतौर पर इसे थर्मल डिजाइन में नहीं माना जाता है। तापमान पर इसका प्रभाव। बिजली की आपूर्ति की कार्यशील स्थिति में, इसका तापमान आम तौर पर बाहरी वातावरण के तापमान से अधिक होता है, और विकिरण हस्तांतरण समग्र गर्मी अपव्यय में मदद करता है। हालांकि, विशेष परिस्थितियों में, बिजली की आपूर्ति के पास गर्मी स्रोत, जैसे उच्च शक्ति प्रतिरोधी, डिवाइस बोर्ड इत्यादि, इन वस्तुओं के विकिरण से बिजली आपूर्ति मॉड्यूल का तापमान बढ़ जाएगा।