전력 모듈의 열 방출을 위한 세 가지 효과적인 방법

고온 지역에서 저온 영역으로 전력 모듈 에너지 전송을 위한 세 가지 기본 방법이 있습니다: 방사선, 전송 및 대류.

방사:

다른 온도의 두 블록 사이에 생성 된 열의 전자기 유도 전송.

전파:

고체 매체를 통한 열 생성의 전달.

대류:

유체 매체(gas)를 통한 열 전달.

다양한 특정 응용 분야에서, 열 전달의 세 가지 방법은 종종 효과의 다른 수준을 가지고있다. 대부분의 응용 분야에서 대류는 가장 중요한 열 전달 방법입니다. 다른 두 개의 열 소멸 방법이 추가되면 실제 효과가 더 좋습니다. 그러나 경우에 따라 이 두 가지 방법은 비생산적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 따라서 고품질열 방출 시스템을 설계할 때 세 가지 열 전달 방법을 모두 신중하게 고려합니다.

전원 모듈

1, 방사선 원, 열 방출

서로 다른 온도가 있는 두 인터페이스가 서로 마주하면 지속적인 방사선 전달이 발생합니다.

특정 블록의 온도에 대한 방사선의 최종 영향은 다양한 구성 요소의 온도 차이, 관련 구성 요소의 방향, 구성 요소표면의 부드러움 및 상호 간격 등 여러 가지 요인에 의해 결정됩니다.

이 원소를 정량적으로 분석할 수 있는 방법은 없으며, 주변 환경자체의 방사성 운동 에너지 교환의 영향은 매우 복잡하여, 온도에 대한 방사선의 해를 측정하는 것은 매우 복잡하며 정확하게 계산하기가 어렵습니다.

스위칭 전력 컨버터 제어 모듈의 특정 적용에서, 변환기의 냉각 방법으로 복사 열 방출에만 의존할 가능성은 낮다.

대부분의 경우 복사 원은 총 열 생성량의 10% 이하만 소멸합니다. 따라서, 복사열은 일반적으로 주요 열 방출 방법 이외에 보조 방법으로만 사용되며, 일반적으로 열 설계 계획에서 고려되지 않는다. 전원 공급 모듈의 온도의 영향. 특정 응용 분야에서 일반 컨버터 제어 모듈의 온도는 자연 주변 온도보다 높습니다. 따라서, 복사 운동 에너지 전달은 열 방출에 도움이됩니다. 그러나, 일부 조건하에서, 제어 모듈 주위의 일부 열원(전자 장치 보드, 고출력 저항기 등)의 온도는 전력 모듈의 온도보다 높으며, 이러한 물체의 복사 열은 제어 모듈의 온도를 증가시킬 것이다.

열 방출 설계 계획에서, 컨버터 제어 모듈의 주변 성분의 상대적 위치는 열 복사가 야기할 영향에 따라 과학적으로 배치되어야 한다. 열성분이 컨버터 제어 모듈에 가까울 때, 방사원의 가열 효과를 약화시키기 위해, 절연 보드의 얇은 지느러미는 제어 모듈과 열 성분 사이에 삽입되어야 한다.

2, 투과 열 소멸

많은 응용 분야에서, 전력 모듈 기판에서 발생하는 열은 열 전달 구성 요소를 통해 긴 열 방출 표면으로 전송되어야합니다. 그런 식으로, 전력 모듈 기판의 온도는 열 방출 표면의 온도, 열 전달 구성 요소의 온도 및 두 표면의 온도의 합에 해당한다.

열 전달 성분의 열 저항은 둘 사이의 길이 L에 비례하며, 둘 사이의 단면 면적 및 열 전달 속도에 반비례한다. 적절한 원료및 단면 영역을 사용하면 열 전달 성분의 열 저항도 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. 설치 공간과 비용이 허용되는 경우 열 저항성이 가장 적은 라디에이터를 사용해야 합니다. 전력 모듈의 기판 온도가 약간 감소하면 고장(MTBF) 사이의 평균 시간이 크게 증가할 것이라는 점을 명심해야 합니다.

방열판 생산을 위한 원료는 효율성에 영향을 미치는 핵심 요소이므로 선택할 때 여러 측면에 주의를 기울여야 합니다. 대부분의 응용 분야에서, 전력 모듈에 의해 생성된 열은 기판에서 방열판 또는 열 전달 구성 요소로 옮겨질 것이다. 그러나, 전력 모듈 기판과 열 전달 구성 요소 사이의 표면에 온도 차이가있을 것이다. 이러한 유형의 온도 차이를 제어해야 합니다.

열 저항은 열 소멸 제어 루프에서 연열로 연결됩니다. 기판의 온도는 표면 온도 및 열 전달 구성 요소여야합니다. 온도의 합계입니다. 제어되지 않으면 표면의 온도 상승이 매우 분명합니다. 전체 표면적은 가능한 한 커야 하며 표면의 부드러움은 5mils(0.005 피트) 이내여야 합니다. 표면의 고르지 못한 부분을 더 잘 제거하기 위해 열 전도성 접착제 또는 열 전달 패드로 표면을 채울 수 있습니다. ) 적절한 대책을 취한 후 표면 열 저항을 0.1 °C / W 이하로 줄일 수 있습니다. 열 방출 열 저항(RTH)을 감소시키는 것만으로도 온도가 감소될 수 있고 타맥스가 증가할 수 있다.

스위칭 전원 공급 장치의 최대 전력은 응용 프로그램의 온도와 관련이 있습니다. 출력 전력 손실 Ploss, 열 저항 RTH 및 최고 스위칭 전원 공급 장치 케이스 온도 TC에 영향을 미치는 주요 매개 변수. 고효율 및 최고의 열 방출을 갖춘 스위칭 전원 공급 장치는 낮은 온도를 갖습니다. 명목 출력 전력이 출력되면 사용 가능한 온도가 미미합니다. 효율이 낮거나 열 이산이 약한 스위칭 전원 공급 장치의 온도가 더 높을 것입니다. 그들은 공기 냉각 또는 저하 응용 프로그램이어야합니다.

3, 대류 열 방출

대류 열 방출은 Aipu 전원 컨버터에 가장 일반적으로 사용되는 열 방출 방법입니다. 대류는 일반적으로 자연 대류및 강제 대류로 나뉩니다. 고온 블록 표면에서 주변 정적 가스로 열을 더 낮은 온도에서 전달하는 것을 천연 대류라고 합니다. 뜨거운 블록의 표면에서 유체 가스로 열을 전달하는 것을 강제 대류라고합니다.    　　자연 대류의 장점은 구현하기가 매우 쉽고, 전기 팬을 필요로하지 않으며, 비용이 낮으며, 열 방출에 높은 신뢰성을 가지고 있다는 것입니다. 그러나, 강제 대류와는 달리, 동일한 기판 온도를 달성하기 위해서는 큰 방열판이 요구된다.

자연 대류 라디에이터 디자인은 또한 다음에주의를 기울여야한다 :

일반적으로 수직 방열판의 주요 매개 변수만 방열판에 대해 제공됩니다. 수평 방열판의 실제 열 방출 효과는 약합니다. 수평 설치가 필요한 경우 라디에이터의 면적을 적절하게 늘려야 하며 강제 대류 열 방출도 사용할 수 있습니다.