Comment concevoir un radiateur d’alimentation
Il existe trois méthodes de dissipation de chaleur pour les modules d’alimentation :convection, conduction et rayonnement.
Dans les applications pratiques, la plupart d’entre eux utilisent la convection comme principale méthode de dissipation de la chaleur. Si la conception est appropriée, couplée aux deux méthodes de dissipation thermique de conduction et de rayonnement, l’effet sera maximisé. Cependant, si la conception est incorrecte, cela entraînera des effets indésirables. Par conséquent, lors de la conception d’un module d’alimentation, la conception d’un système de dissipation de chaleur est devenue un maillon important.
1. Méthode de dissipation de la chaleur par convection
La dissipation de chaleur par convection fait référence au transfert de chaleur à travers l’air fluide pour obtenir l’effet de dissipation thermique. C’est notre méthode commune de dissipation de la chaleur.
Les méthodes de convection sont généralement divisées en deux types, la convection forcée et la convection naturelle.La convection forcée fait référence au transfert de chaleur de la surface de l’objet chauffant vers l’air qui circule, et la convection naturelle fait référence au transfert de chaleur de la surface de l’objet chauffant vers l’air environnant à une température plus basse.
Les avantages de l’utilisation de la convection naturelle sont une mise en œuvre simple, un faible coût, pas besoin d’un ventilateur de refroidissement externe et une grande fiabilité. Pour que la convection forcée atteigne la température du substrat pour une utilisation normale, elle nécessite un dissipateur thermique plus grand et prend de la place. Faites attention à la conception des radiateurs à convection naturelle. Si le radiateur horizontal a un faible effet de dissipation de la chaleur, la surface du radiateur doit être augmentée de manière appropriée ou forcée par convection pour dissiper la chaleur lorsqu’il est installé horizontalement.
2. Méthode de dissipation de chaleur conductrice
Lorsque le module d’alimentation est utilisé, la chaleur sur le substrat doit être conduite vers la surface de dissipation thermique éloignée à travers l’élément de conduction thermique, de sorte que la température du substrat soit égale à la température de la surface de dissipation thermique, à l’élévation de température de l’élément de conduction thermique et à l’élévation de température des deux surfaces de contact. Somme. De cette façon, l’énergie thermique peut être volatilisée dans un espace efficace pour s’assurer que les composants peuvent fonctionner normalement. La résistance thermique d’un élément thermique est directement proportionnelle à la longueur, et inversement proportionnelle à sa section transversale et à sa conductivité thermique. Si l’espace d’installation et le coût ne sont pas pris en compte, le radiateur avec la plus petite résistance thermique doit être utilisé. Étant donné que la température du substrat de l’alimentation diminue un peu, le temps moyen entre les pannes sera considérablement amélioré, la stabilité de l’alimentation sera améliorée et la durée de vie sera plus longue. La température est un facteur important qui affecte les performances de l’alimentation, donc lors du choix d’un radiateur, vous devez vous concentrer sur ses matériaux de fabrication. Dans les applications pratiques, la chaleur générée par le module est conduite du substrat au dissipateur de chaleur ou à l’élément conducteur de chaleur. Cependant, il y aura une différence de température sur la surface de contact entre le substrat de puissance et l’élément conducteur de chaleur, et cette différence de température doit être contrôlée. La température du substrat doit être la somme de l’élévation de température de la surface de contact et de la température de l’élément conducteur de chaleur. Si elle n’est pas contrôlée, l’élévation de température de la surface de contact sera particulièrement importante.
Par conséquent, la surface de la surface de contact doit être aussi grande que possible et la douceur de la surface de contact doit être inférieure à 5 mils, c’est-à-dire à 0,005 pouce. Afin d’éliminer les irrégularités de la surface, la surface de contact doit être remplie de colle conductrice thermique ou de tampon thermique. Après avoir pris les mesures appropriées, la résistance thermique de la surface de contact peut être réduite à moins de 0,1 ° C / W. Ce n’est qu’en réduisant la dissipation thermique et la résistance thermique ou la consommation d’énergie que l’augmentation de la température peut être réduite. La puissance de sortie maximale de l’alimentation est liée à la température de l’environnement d’application. Les paramètres d’influence comprennent généralement: la perte de puissance, la résistance thermique et la température maximale du boîtier d’alimentation. Les alimentations à haut rendement et à meilleure dissipation de chaleur auront une augmentation de température plus faible et leur température utilisable aura une marge à la puissance nominale de sortie. Les alimentations à faible rendement ou à faible dissipation de chaleur auront une augmentation de température plus élevée car elles nécessitent un refroidissement par air ou doivent être déclassées pour être utilisées.
3. Méthode de dissipation de la chaleur par rayonnement
La dissipation thermique par rayonnement est le transfert radiatif successif de chaleur lorsque deux interfaces de températures différentes se font face. L’influence du rayonnement sur la température d’un seul objet dépend de nombreux facteurs, tels que la différence de température des différents composants, l’extérieur des composants, la position des composants et la distance entre eux. Dans les applications pratiques, ces facteurs sont difficiles à quantifier et, associés à l’influence de l’échange d’énergie rayonnante de l’environnement environnant, il est difficile de calculer avec précision les effets désordonnés du rayonnement sur la température. Dans les applications pratiques, il est impossible pour une alimentation électrique d’utiliser seule la dissipation de chaleur par rayonnement, car cette méthode ne peut généralement dissiper que 10% ou moins de la chaleur totale. Il est généralement utilisé comme moyen auxiliaire de la méthode principale de dissipation de la chaleur et n’est généralement pas pris en compte dans la conception thermique. Son effet sur la température. Dans l’état de fonctionnement de l’alimentation, sa température est généralement supérieure à la température de l’environnement extérieur et le transfert de rayonnement aide à la dissipation globale de la chaleur. Cependant, dans des circonstances particulières, les sources de chaleur à proximité de l’alimentation, telles que les résistances haute puissance, les cartes d’appareils, etc., le rayonnement de ces objets entraînera une augmentation de la température du module d’alimentation.
