전력 모듈의 방열을 위한 3가지 효과적인 방법

고온 영역에서 저온 영역으로의 전력 모듈 에너지 전달에는 복사, 전송 및 대류의 세 가지 기본 방법이 있습니다.

복사: 서로 다른 온도의 두 블록 사이에서 생성된 열의 전자기 유도 전달.

전달: 고체 매체를 통한 열 전달.

대류: 유체 매체(기체)를 통한 열 전달

다양한 특정 응용 분야에서 세 가지 열 전달 방법 모두 효과 수준이 다른 경우가 많습니다. 대부분의 응용 분야에서 대류는 가장 중요한 열 전달 방법입니다. 다른 두 가지 방열 방법을 추가하면 실제 효과가 더 좋습니다. 그러나 어떤 상황에서는 이 두 가지 방법이 역효과를 낳을 수도 있습니다. 따라서 고품질 방열 시스템을 설계할 때 세 가지 열 전달 방법을 모두 신중하게 고려해야 합니다.

전원 모듈

1. 방사원 방열

온도가 다른 두 인터페이스가 서로 대면하면 열의 지속적인 복사 전달이 발생합니다.

특정 물체의 온도에 대한 복사의 최종 영향은 다양한 구성 요소의 온도 차이, 관련 구성 요소의 방향, 구성 요소 표면의 평활도 및 구성 요소 사이의 거리와 같은 여러 요인에 의해 결정됩니다. 이 원소와 주변 환경&의 복사 운동 에너지 교환의 영향을 더하여 정량적으로 분석할 수 있는 방법이 없기 때문에 복사가 온도에 미치는 영향을 측정하는 것이 매우 복잡하고 정확한 측정이 어렵습니다. 계산하다.

스위칭 전원 공급 장치 변환기 제어 모듈의 특정 응용 프로그램에서 변환기의 냉각 방법으로 복사열 방출에만 의존할 가능성은 거의 없습니다. 대부분의 경우 복사 소스는 총 열 생성의 10% 이하만 발산합니다. 따라서 복사열은 일반적으로 주요 방열 방식 외에 보조적인 방식으로만 사용되며 일반적으로 열 설계 계획에서는 고려하지 않습니다.

전원 모듈의 온도 영향. 특정 애플리케이션에서 일반 컨버터 제어 모듈의 온도는 자연 주변 온도보다 높습니다.

따라서 복사 운동 에너지 전달은 방열에 도움이 됩니다. 그러나 어떤 조건에서는 제어 모듈 주변의 일부 열원(전자소자 기판, 고전력 저항기 등)의 온도가 전원 모듈의 온도보다 높으며 이러한 물체의 복사열은 온도를 상승시킵니다. 제어 모듈의.

방열 설계 계획에서 변환기 제어 모듈의 주변 구성 요소의 상대 위치는 방열이 야기할 영향에 따라 과학적으로 배열되어야 합니다. 뜨거운 부품이 변환기 제어 모듈에 가까울 때 복사원의 가열 효과를 약화시키기 위해 단열 보드의 얇은 핀을 제어 모듈과 뜨거운 부품 사이에 삽입해야 합니다.

2. 전송 방열

많은 응용 분야에서 전력 모듈 기판에서 생성된 열은 열 전달 구성 요소를 통해 긴 방열 표면으로 전달되어야 합니다. 그렇게 하면, 파워 모듈 기판의 온도는 방열면의 온도, 열전달 부품의 온도, 양면의 온도의 합과 같게 됩니다. 열전달 부품의 열저항은 둘 사이의 길이 L에 비례하고, 둘 사이의 단면적과 열전달 속도에 반비례합니다. 적절한 원료와 단면적을 사용하면 열전달 부품의 열 저항을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 설치 공간과 비용이 허용되는 경우 열 저항이 가장 작은 라디에이터를 사용해야 합니다. 전원 모듈의 기판 온도가 약간 낮아지면 MTBF(평균 고장 시간)가 크게 증가한다는 점을 염두에 두어야 합니다.

방열판 생산을 위한 원료는 효율에 영향을 미치는 핵심 요소이므로 선택 시 여러 측면에 주의를 기울여야 합니다. 대부분의 응용 분야에서 전원 모듈에서 생성된 열은 기판에서 방열판 또는 열 전달 구성 요소로 전달됩니다. 그러나 전원 모듈 기판과 열 전달 구성 요소 사이의 표면에는 온도 차이가 있습니다. 이러한 유형의 온도 차이는 제어되어야 합니다. 열 저항은 방열 제어 루프에서 직렬로 연결됩니다. 기판의 온도는 표면 온도와 열전달 성분이어야 합니다. 온도의 합계입니다. 제어되지 않으면 표면의 온도 상승이 매우 분명합니다. 전체 표면적은 가능한 한 커야 하고 표면의 부드러움은 5mil(0.005피트) 이내여야 합니다. 표면의 요철을 더 잘 제거하기 위해 열 전도성 접착제 또는 열 전달 패드로 표면을 채울 수 있습니다. ) 적절한 조치를 취한 후 표면 열저항을 0.1℃/W 이하로 낮출 수 있습니다. 방열 열 저항(RTH)을 줄이거나 소비 전력(Ploss)을 줄이면 온도를 낮추고 TAmax를 높일 수 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 최대 전력은 적용 장면의 온도와 관련이 있습니다. 출력 전력 손실 Ploss, 열 저항 RTH 및 최고 스위칭 전원 공급 장치 케이스 온도 TC에 영향을 미치는 주요 매개변수. 고효율 및 최상의 방열을 제공하는 스위칭 전원 공급 장치의 온도는 더 낮습니다. 공칭 출력 전력 출력에서 ​​사용 가능한 온도 여유. 효율이 낮거나 열 발산이 약한 스위칭 전원 공급 장치의 온도는 더 높습니다. 적용을 위해 공랭식 또는 경감되어야 합니다.

3. 대류 방열

대류 방열은 Epson 전력 변환기에 가장 일반적으로 사용되는 방열 방법입니다. 대류는 일반적으로 자연 대류와 강제 대류의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 뜨거운 블록의 표면에서 더 낮은 온도의 주변 정적 가스로의 열 전달을 자연 대류라고 합니다. 뜨거운 블록의 표면에서 유체 가스로 열이 전달되는 것을 강제 대류라고 합니다.

자연 대류의 장점은 구현이 매우 쉽고 선풍기가 필요하지 않으며 비용이 저렴하고 방열 신뢰성이 높다는 것입니다. 그러나 강제 대류와 달리 동일한 기판 온도를 달성하려면 큰 방열판이 필요합니다.

자연 대류 라디에이터의 설계는 다음에 주의해야 합니다.

일반적으로 수직 방열판의 주요 매개변수만 방열판에 대해 제공됩니다. 수평 방열판의 실제 방열 효과는 약합니다. 수평 설치가 필요한 경우 라디에이터의 면적을 적절하게 늘려야 하며 강제 대류 방열도 사용할 수 있습니다.