ثلاث طرق فعالة لتبد الحرارة من وحدات الطاقة
هناك ثلاث طرق أساسية لنقل الطاقة وحدة الطاقة من منطقة درجة حرارة عالية إلى منطقة درجة حرارة منخفضة: الإشعاع، ونقل الحمل الحراري.
إشعاع:
نقل التعريفي الكهرومغناطيسي للحرارة المتولدة بين كتلتين من درجات حرارة مختلفة.
انتقال المرض:
نقل توليد الحرارة من خلال وسيلة صلبة.
الحراري:
نقل الحرارة من خلال وسط سائل (غاز).
في مجموعة متنوعة من التطبيقات المحددة، جميع الطرق الثلاث لنقل الحرارة غالبا ما يكون لها مستويات مختلفة من التأثير. في معظم التطبيقات، الحمل الحراري هو الأسلوب الأكثر أهمية لنقل الحرارة. إذا تمت إضافة طريقتين أخريين لتبد الحرارة ، فسيكون التأثير الفعلي أفضل. ومع ذلك، في بعض الحالات، قد يكون لهذين الأسلوبين أيضا آثار عكسية. لذلك ، عند تصميم نظام تبديد الحرارة عالي الجودة ، يتم النظر بعناية في جميع طرق نقل الحرارة الثلاث.
وحدة الطاقة
1، مصدر الإشعاع، تبديد الحرارة
عندما تواجه واجهتان بدرجات حرارة مختلفة بعضهما البعض ، فإن ذلك سيسبب انتقالا إشعاعيا مستمرا للحرارة.
يتم تحديد التأثير النهائي للإشعاع على درجة حرارة كتل معينة من قبل العديد من العوامل: الفرق في درجة الحرارة من مختلف المكونات، واتجاه المكونات ذات الصلة، ونعومة سطح المكونات والمباعدة المتبادلة بينها، الخ.
ونظرا لعدم وجود طريقة لتحليل هذا العنصر كميا، بالإضافة إلى تأثير تبادل الطاقة الحركي الإشعاعية الخاصة بالبيئة المحيطة، فمن المعقد جدا قياس ضرر الإشعاع لدرجة الحرارة، ومن الصعب حسابه بدقة.
في التطبيق المحدد لوحدة التحكم في محول الطاقة التبديل ، فمن غير المرجح أن تعتمد فقط على تبديد الحرارة المشعة كطريقة تبريد للمحول.
في معظم الحالات، يتبدد المصدر المشع فقط 10٪ أو أقل من إجمالي توليد الحرارة. لذلك ، يتم استخدام الحرارة المشعة بشكل عام فقط كطريقة مساعدة بالإضافة إلى طريقة تبديد الحرارة الرئيسية ، ولا يتم النظر فيها بشكل عام في خطة التصميم الحراري. تأثير درجة حرارة وحدة إمدادات الطاقة. في تطبيقات محددة، تكون درجة حرارة وحدة التحكم في المحول العام أعلى من درجة الحرارة المحيطة الطبيعية. لذلك ، فإن نقل الطاقة الحركي المشع يؤدي إلى تبديد الحرارة. ومع ذلك ، في ظل بعض الظروف ، فإن درجة حرارة بعض مصادر الحرارة (لوحات الأجهزة الإلكترونية ، والمقاومات عالية الطاقة ، وما إلى ذلك) حول وحدة التحكم أعلى من درجة حرارة وحدة الطاقة ، وستزيد الحرارة المشعة لهذه الكائنات من درجة حرارة وحدة التحكم.
في خطة تصميم تبديد الحرارة ، يجب ترتيب المواقف النسبية للمكونات الطرفية لوحدة التحكم في المحول علميا وفقا للتأثير الذي سيسببه الإشعاع الحراري. عندما تكون المكونات الساخنة قريبة من وحدة التحكم في المحول ، من أجل إضعاف تأثير التدفئة لمصدر الإشعاع ، يجب إدخال الزعانف الرقيقة للوحة العزل الحراري بين وحدة التحكم والمكونات الساخنة.
2، انتقال تبديد الحرارة
في العديد من التطبيقات، يجب نقل الحرارة المتولدة على ركيزة وحدة الطاقة إلى سطح تبديد حراري طويل من خلال مكونات نقل الحرارة. وبهذه الطريقة، فإن درجة حرارة ركيزة وحدة الطاقة تكون مساوية لمجموع درجة حرارة سطح تبديد الحرارة، ودرجة حرارة مكونات نقل الحرارة، ودرجة حرارة كلا السطحين.
المقاومة الحرارية لمكونات نقل الحرارة تتناسب مع الطول L بين الاثنين، وتتناسب عكسيا مع المنطقة المقطعية العرضية ومعدل نقل الحرارة بين الاثنين. كما أن استخدام المواد الخام المناسبة والمناطق المقطعية العرضية يمكن أن يقلل بشكل فعال من المقاومة الحرارية لمكونات نقل الحرارة. عندما يسمح مساحة التركيب والتكلفة، ينبغي استخدام المبرد مع أقل مقاومة حرارية. وينبغي أن يوضع في الاعتبار أنه إذا كانت درجة حرارة الركيزة من وحدة الطاقة تنخفض قليلا، فإن الوقت المتوسط بين الفشل (MTBF) سوف تزيد بشكل كبير.
المواد الخام لإنتاج المصارف الحرارة هي عنصر رئيسي يؤثر على الكفاءة، لذلك يجب أن تولي اهتماما لكثير من الجوانب عند اختيار. في معظم التطبيقات، سيتم نقل الحرارة الناتجة عن وحدة الطاقة من الركيزة إلى بالوعة الحرارة أو مكونات نقل الحرارة. ومع ذلك، سيكون هناك فرق في درجة الحرارة على السطح بين ركيزة وحدة الطاقة ومكونات نقل الحرارة. يجب التحكم في هذا النوع من الفرق في درجة الحرارة.
يتم توصيل المقاومة الحرارية في سلسلة في حلقة التحكم في تبديد الحرارة. يجب أن تكون درجة حرارة الركيزة هي درجة حرارة السطح ومكونات نقل الحرارة. مجموع درجة الحرارة. إذا لم يتم التحكم فيه ، فإن ارتفاع درجة حرارة السطح سيكون واضحا جدا. يجب أن تكون المساحة الإجمالية للسطح كبيرة قدر الإمكان ، ويجب أن تكون نعومة السطح ضمن 5 ميل (0.005 قدم). من أجل إزالة عدم المساواة على السطح بشكل أفضل ، يمكنك ملء السطح بالغراء الموصل الحراري أو لوحة نقل الحرارة. وبعد اتخاذ التدابير المضادة المناسبة، يمكن تخفيض المقاومة الحرارية السطحية إلى أقل من 0.1 درجة مئوية/واط. فقط عن طريق الحد من المقاومة الحرارية تبديد الحرارة (RTH) أو الحد من استهلاك الطاقة (بلوس) يمكن تخفيض درجة الحرارة ويمكن زيادة TAmax.
ترتبط الطاقة القصوى لإمدادات الطاقة المحولة بدرجة حرارة مشهد التطبيق. المعلمات الرئيسية التي تؤثر على فقدان الطاقة الناتج Ploss، المقاومة الحرارية RTH وأعلى تبديل التيار الكهربائي التيار الحراري حالة درجة الحرارة TC. والتبديل امدادات الطاقة مع كفاءة عالية وأفضل تبديد الحرارة سيكون لها درجة حرارة أقل. عندما تكون طاقة الإنتاج الاسمية ناتجة، ستكون درجة حرارتها القابلة للاستخدام هامشية. درجة حرارة تبديل امدادات الطاقة مع انخفاض الكفاءة أو تبديد الحرارة ضعيفة ستكون أعلى. يجب أن تكون تطبيقات تبريد الهواء أو derated.
3، تبديد الحرارة الحمل الحراري
تبديد الحرارة الحراري هو الطريقة الأكثر استخداما لتبد الحرارة محولات الطاقة Aipu. وينقسم الحمل الحراري عموما إلى الحمل الحراري الطبيعي والاحتحار القسري. ويسمى نقل الحرارة من سطح الكتلة الساخنة إلى الغاز الساكن المحيطة بها في درجة حرارة أقل الحمل الحراري الطبيعي. ويسمى نقل الحرارة من سطح الكتلة الساخنة إلى غاز السوائل الحمل الحراري القسري. مزايا الحمل الحراري الطبيعي هي أنه من السهل جدا تنفيذها ، ولا تتطلب مراوح كهربائية ، ومنخفضة التكلفة ، ولها موثوقية عالية في تبديد الحرارة. ومع ذلك، وعلى النقيض من الحمل الحراري القسري، من أجل تحقيق نفس درجة حرارة الركيزة، مطلوب بالوعة حرارية كبيرة.
يجب أن يولي تصميم المبرد الحراري الطبيعي الاهتمام بما يلي:
عموما, يتم إعطاء المعلمات الرئيسية فقط من المصارف الحرارة العمودية للمصارف الحرارة. تأثير تبديد الحرارة الفعلي للبالوعة الحرارة الأفقي ضعيف. إذا كان التثبيت الأفقي مطلوبا، يجب زيادة مساحة المبرد بشكل مناسب، ويمكن أيضا استخدام تبديد الحرارة الحراري القسري.
