Mô tả chế độ tản nhiệt của mô-đun nguồn
Có ba phương pháp tản nhiệt cho mô-đun công suất: đối lưu, dẫn truyền và bức xạ. Trong các ứng dụng thực tế, hầu hết đều sử dụng đối lưu làm phương pháp tản nhiệt chính. Nếu thiết kế phù hợp, kết hợp với hai phương pháp tản nhiệt là dẫn truyền và bức xạ thì hiệu quả sẽ đạt được tối đa. Tuy nhiên, nếu thiết kế không đúng cách sẽ gây tác dụng ngược. Vì vậy, khi thiết kế module nguồn, việc thiết kế hệ thống tản nhiệt đã trở thành một mắt xích quan trọng.
1. Phương pháp làm mát đối lưu
Tản nhiệt đối lưu là sự truyền nhiệt qua môi trường chất lỏng không khí để đạt được hiệu quả tản nhiệt. Đó là phương pháp tản nhiệt phổ biến của chúng tôi. Các phương pháp đối lưu thường được chia thành hai loại, đối lưu cưỡng bức và đối lưu tự nhiên. Đối lưu cưỡng bức đề cập đến sự truyền nhiệt từ bề mặt của vật đốt nóng sang không khí đang chảy, và đối lưu tự nhiên là sự truyền nhiệt từ bề mặt của vật thể sưởi ấm sang không khí xung quanh ở nhiệt độ thấp hơn. Ưu điểm của việc sử dụng đối lưu tự nhiên là thực hiện đơn giản, chi phí thấp, không cần quạt làm mát bên ngoài và độ tin cậy cao. Để đối lưu cưỡng bức đạt đến nhiệt độ bề mặt để sử dụng bình thường, nó cần một bộ tản nhiệt lớn hơn và chiếm không gian.
Chú ý đến thiết kế tản nhiệt đối lưu tự nhiên. Nếu bộ tản nhiệt nằm ngang có hiệu quả tản nhiệt kém thì nên tăng diện tích bộ tản nhiệt thích hợp hoặc đối lưu cưỡng bức để tản nhiệt khi lắp đặt theo phương ngang.
2. Phương pháp tản nhiệt dẫn
Khi sử dụng mô-đun nguồn, nhiệt trên đế phải được dẫn đến bề mặt tản nhiệt xa thông qua phần tử dẫn nhiệt, sao cho nhiệt độ của đế sẽ bằng tổng nhiệt độ của tản nhiệt. bề mặt, độ tăng nhiệt của phần tử dẫn nhiệt và độ tăng nhiệt của hai bề mặt tiếp xúc. Bằng cách này, nhiệt năng có thể được bay hơi trong một không gian hiệu quả để đảm bảo rằng các bộ phận có thể hoạt động bình thường. Điện trở nhiệt của một phần tử nhiệt tỷ lệ thuận với chiều dài và tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang và độ dẫn nhiệt của nó. Nếu không tính đến không gian lắp đặt và chi phí thì nên sử dụng bộ tản nhiệt có điện trở nhiệt nhỏ nhất. Bởi vì nhiệt độ nền của nguồn điện giảm xuống một chút, thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc sẽ được cải thiện đáng kể, độ ổn định của nguồn điện sẽ được cải thiện và tuổi thọ dài hơn.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ nguồn, vì vậy khi lựa chọn một bộ tản nhiệt, bạn nên chú trọng đến vật liệu chế tạo của nó. Trong các ứng dụng thực tế, nhiệt tạo ra bởi mô-đun được dẫn từ đế đến bộ tản nhiệt hoặc bộ phận dẫn nhiệt. Tuy nhiên, sẽ có sự chênh lệch nhiệt độ trên bề mặt tiếp xúc giữa đế nguồn và phần tử dẫn nhiệt, và sự chênh lệch nhiệt độ này phải được kiểm soát. Nhiệt độ của chất nền phải là tổng của độ tăng nhiệt của bề mặt tiếp xúc và nhiệt độ của phần tử dẫn nhiệt. Nếu nó không được kiểm soát, sự gia tăng nhiệt độ của bề mặt tiếp xúc sẽ đặc biệt đáng kể. Do đó, diện tích của bề mặt tiếp xúc phải càng lớn càng tốt, và độ nhẵn của bề mặt tiếp xúc phải trong vòng 5 mils, tức là trong vòng 0,005 inch.
Để loại bỏ sự không bằng phẳng của bề mặt, bề mặt tiếp xúc nên được đổ đầy keo dẫn nhiệt hoặc tấm tản nhiệt. Sau khi thực hiện các biện pháp thích hợp, điện trở nhiệt của bề mặt tiếp xúc có thể giảm xuống dưới 0,1 ° C / W. Chỉ bằng cách giảm tản nhiệt và điện trở nhiệt hoặc tiêu thụ điện năng mới có thể giảm nhiệt độ tăng. Công suất đầu ra tối đa của bộ nguồn có liên quan đến nhiệt độ môi trường ứng dụng. Các thông số ảnh hưởng thường bao gồm: tổn thất điện năng, điện trở nhiệt và nhiệt độ trường hợp cung cấp điện tối đa. Các bộ nguồn có hiệu suất cao và tản nhiệt tốt hơn sẽ có nhiệt độ tăng thấp hơn và nhiệt độ có thể sử dụng của chúng sẽ có biên độ ở công suất đầu ra định mức. Các bộ nguồn có hiệu suất thấp hơn hoặc tản nhiệt kém sẽ có nhiệt độ tăng cao hơn vì chúng cần làm mát bằng không khí hoặc cần giảm tốc độ để sử dụng.
3. Phương pháp tản nhiệt bằng bức xạ
Tản nhiệt bằng bức xạ là quá trình truyền nhiệt bằng bức xạ liên tiếp xảy ra khi hai mặt phân cách có nhiệt độ khác nhau đối diện nhau. Ảnh hưởng của bức xạ đến nhiệt độ của một đối tượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như sự chênh lệch nhiệt độ của các thành phần khác nhau, bên ngoài của các thành phần, vị trí của các thành phần và khoảng cách giữa chúng. Trong các ứng dụng thực tế, những yếu tố này rất khó định lượng, và cùng với ảnh hưởng của sự trao đổi năng lượng bức xạ của môi trường xung quanh' rất khó để tính toán chính xác những ảnh hưởng hỗn độn của bức xạ lên nhiệt độ.
Trong các ứng dụng thực tế, nguồn điện chỉ sử dụng tản nhiệt bức xạ là điều không thể, bởi vì phương pháp này nói chung chỉ có thể tản nhiệt từ 10% trở xuống. Nó thường được sử dụng như một phương tiện phụ trợ của phương pháp tản nhiệt chính và thường không được xem xét trong thiết kế tản nhiệt. Ảnh hưởng của nó đối với nhiệt độ. Ở trạng thái làm việc của bộ nguồn, nhiệt độ của nó thường cao hơn nhiệt độ của môi trường bên ngoài, và sự truyền bức xạ giúp tản nhiệt tổng thể. Tuy nhiên, trong những trường hợp đặc biệt, nguồn nhiệt gần nguồn điện, chẳng hạn như điện trở công suất cao, bo mạch thiết bị, v.v., bức xạ của các vật này sẽ làm nhiệt độ của mô-đun nguồn điện tăng lên.
