W pięciu punktach omówiono rozwiązanie termiczne zasilacza impulsowego

Wszyscy wiemy, że podczas pracy zasilacza impulsowego wytwarzana jest duża ilość ciepła. Jeśli ciepło nie może zostać rozładowane na czas i utrzymane na rozsądnym poziomie, wpłynie to na normalne działanie zasilacza impulsowego, a zasilacz impulsowy ulegnie uszkodzeniu w poważnych przypadkach. Aby poprawić niezawodność zasilacza impulsowego, podzielę się dziś z Wami kilkoma konkretnymi rozwiązaniami chłodzenia zasilacza impulsowego.

Zasilacze impulsowe znalazły szerokie zastosowanie w różnego rodzaju aktualnych urządzeniach elektronicznych, a ich jednostkowa gęstość mocy stale się poprawia. Wysoka gęstość mocy jest definiowana od 25w/cal3 w 1991 r., 36w/cal3 w 1994 r., 52w/cal3 w 1999 r. i 96w/cal3 w 2001 r. W celu poprawy niezawodności zasilaczy impulsowych istotną i ważną częścią jest konstrukcja termiczna w projektowaniu zasilaczy impulsowych.

Jeśli wzrost temperatury wewnątrz zasilacza impulsowego jest zbyt wysoki, spowoduje to awarię wrażliwych na temperaturę urządzeń półprzewodnikowych, kondensatorów elektrolitycznych i innych elementów. Gdy temperatura przekroczy określoną wartość, wskaźnik awaryjności wzrasta wykładniczo. Statystyki pokazują, że niezawodność komponentów elektronicznych spada o 10 procent na każde 2 stopnie wzrostu temperatury; oczekiwana długość życia przy wzroście temperatury o 50 stopni to tylko 1/6 długości życia przy wzroście temperatury o 25 stopni. Oprócz naprężeń elektrycznych najważniejszym czynnikiem wpływającym na niezawodność zasilaczy impulsowych jest temperatura. Zasilacze impulsowe wysokiej częstotliwości posiadają elementy grzejne dużej mocy, a temperatura jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na ich niezawodność.

Kompletny projekt termiczny zasilacza impulsowego obejmuje dwa aspekty: jeden dotyczy sposobu kontrolowania wytwarzania ciepła przez źródło ciepła; drugim jest sposób rozpraszania ciepła wytwarzanego przez źródło ciepła, tak aby wzrost temperatury zasilacza impulsowego był kontrolowany w dopuszczalnym zakresie, aby zapewnić niezawodność zasilaczy impulsowych.

1. Projekt sterowania wielkością wytwarzania ciepła

Głównymi elementami grzewczymi zasilacza impulsowego są półprzewodnikowe rurki przełączające, diody mocy, transformatory wysokiej częstotliwości, cewki filtrujące itp. Różne komponenty mają różne metody kontrolowania wytwarzania ciepła. Lampa zasilająca jest jednym z urządzeń generujących duże ciepło w zasilaczach impulsowych wysokiej częstotliwości. Zmniejszenie wydzielania ciepła może nie tylko poprawić niezawodność lampy mocy, ale także poprawić niezawodność zasilacza impulsowego i poprawić średni czas między awariami (MTBF). ). Wytwarzanie ciepła w rurze przełączającej jest spowodowane utratą, a utrata rury przełączającej składa się z dwóch części: utraty procesu przełączania i utraty stanu włączenia. Dlatego można podjąć następujące środki w celu kontrolowania i zmniejszania ciepła.

1. Zmniejsz straty w stanie załączenia Straty w stanie załączenia można zmniejszyć, wybierając przełącznik o niskiej rezystancji w stanie załączenia.

2. Strata przełączania jest spowodowana wielkością ładunku bramki i czasem przełączania. Aby zmniejszyć straty przełączania, można wybrać urządzenie o większej szybkości przełączania i krótszym czasie odzyskiwania, aby zmniejszyć straty przełączania.

3. Ważniejsze jest zmniejszenie strat poprzez zaprojektowanie lepszych metod kontroli i technologii buforowania. Na przykład technologia miękkiego przełączania może znacznie zmniejszyć tę stratę.

4. Zmniejsz wytwarzanie ciepła przez diodę mocy. Ogólnie rzecz biorąc, nie ma lepszej technologii sterowania, która zmniejszałaby straty prostownika prądu przemiennego i diody zabezpieczającej. Straty można zmniejszyć, wybierając diodę wysokiej jakości.

5. Do rektyfikacji strony wtórnej transformatora można wybrać bardziej wydajną technologię prostowania synchronicznego, aby zmniejszyć straty.

6. W przypadku strat spowodowanych przez materiały magnetyczne o wysokiej częstotliwości należy w jak największym stopniu unikać efektu skóry. W przypadku wpływu efektu naskórkowości do rozwiązania problemu można zastosować metodę równoległego nawijania wielu pasm cienkich emaliowanych drutów.

2, konstrukcja termiczna zasilacza impulsowego

Aby jak najszybciej rozproszyć ciepło urządzenia grzewczego, projekt rozpraszania ciepła zasilacza impulsowego jest ogólnie rozważany z następujących aspektów: grzejnik, wentylator chłodzący, metalowa płytka drukowana, izolacyjny arkusz przewodzący ciepło itp. W rzeczywistego projektu, konieczne jest kompleksowe zastosowanie powyższych metod do zaprojektowania zasilacza zgodnie z wymaganiami klienta i samego produktu oraz najlepszego stosunku kosztów do efektywności.

1. Projektowanie radiatorów urządzeń półprzewodnikowych

Ponieważ ciepło wytwarzane przez urządzenia półprzewodnikowe jest dominujące w zasilaczach impulsowych, ciepło pochodzi głównie z włączania, wyłączania i strat przewodzenia urządzeń półprzewodnikowych. Jeśli chodzi o topologię obwodu, użycie topologii konwersji z przełączaniem przez zero do generowania rezonansu, tak że napięcie lub prąd w obwodzie jest włączane lub wyłączane przy przejściu przez zero, może zminimalizować straty przełączania, ale nie może całkowicie wyeliminować utraty Przełącz rurkę, więc wykorzystanie rozpraszania ciepła Urządzenie jest powszechną i główną metodą.

Podstawowe zasady doboru półprzewodnikowego radiatora wyłącznika mocy

(1) Podstawowa podstawa wyboru radiatora

Wybór radiatora do półprzewodnikowych przyrządów mocy powinien być przemyślany kompleksowo w zależności od mocy rozpraszanej urządzenia, rezystancji termicznej złącza do obudowy urządzenia, rezystancji termicznej styku oraz temperatury czynnika chłodzącego.

(2) Wymagania dotyczące siły mocowania między urządzeniem a radiatorem

Aby mieć dobry kontakt termiczny pomiędzy urządzeniem a radiatorem po montażu, musi on mieć odpowiednią siłę montażową lub moment montażowy. W praktycznych zastosowaniach warstwa materiału przewodzącego ciepło jest zwykle dodawana między urządzeniem a radiatorem, aby poprawić wydajność wymiany ciepła i zmniejszyć opór cieplny między nimi.

(3) Znamionowe warunki chłodzenia chłodnicy

Chłodnica samochłodząca: temperatura otoczenia nie powinna przekraczać 40 stopni, żeberka chłodnicy powinny być ustawione pionowo podczas instalacji, a górna i dolna powierzchnia końcowa nie powinny być blokowane, aby zapewnić dobre środowisko i kanał dla naturalnego konwekcja powietrza wokół chłodnicy.

Chłodnica chłodzona powietrzem: Temperatura powietrza wlotowego jest kontrolowana poniżej 40 stopni, a prędkość wiatru na końcu wlotowym wynosi korzystnie 6 m/s.

Chłodnica wody: temperatura wody na wlocie nie jest wyższa niż 35 stopni. Natężenie przepływu wody określa się zgodnie z całkowitym zapotrzebowaniem na ciepło do rozpraszania ciepła i projektową różnicą temperatur między wodą wlotową i wylotową.

(4) Kompleksowe rozważenie doboru grzejników

Dobór grzejników powinien kompleksowo uwzględniać zakres mocy odprowadzania ciepła, sposób chłodzenia, parametry techniczne oraz cechy konstrukcyjne grzejnika. W przypadku urządzenia tylko z parametrów technicznych mogą być dwa lub trzy grzejniki, które mogą spełnić wymagania, ale należy to połączyć z chłodzeniem i instalacją. , ogólna zamienność i oszczędność są dobrane kompleksowo.

2. Wentylator naturalne chłodzenie powietrzem i wymuszone chłodzenie powietrzem

W rzeczywistym procesie projektowania zasilaczy impulsowych zwykle stosuje się dwie formy chłodzenia powietrzem naturalnym i wymuszonym chłodzeniem wentylatorem. Podczas instalowania naturalnego radiatora chłodzonego powietrzem, łopatki radiatora powinny być ustawione pionowo do góry. Jeśli to możliwe, wokół miejsca instalacji radiatora na płytce drukowanej można wywiercić kilka otworów wentylacyjnych, aby ułatwić konwekcję powietrza.

Wymuszone chłodzenie powietrzem wykorzystuje wentylator do wymuszenia konwekcji powietrza. Dlatego przy projektowaniu kanału powietrznego kierunek osiowy łopatek radiatora powinien być zgodny z kierunkiem wydmuchu wentylatora. Aby uzyskać dobry efekt wentylacji, urządzenia o większym rozpraszaniu ciepła powinny być bliżej Wentylator wyciągowy, w przypadku wentylatora wyciągowego opór cieplny radiatora przedstawia poniższa tabela:

4. Metalowa płytka drukowana

Wraz z miniaturyzacją zasilaczy impulsowych komponenty do montażu powierzchniowego są szeroko stosowane w rzeczywistych produktach, a obecnie trudno jest zainstalować radiatory na urządzeniach zasilających. Obecnie, aby przezwyciężyć ten problem, metalowa płytka drukowana jest stosowana głównie jako nośnik urządzeń zasilających, w tym głównie laminatów miedzianych na bazie aluminium i laminatów miedzianych na bazie żelaza. Jest jeszcze jedna płytka PCB z rdzeniem miedzianym. Środkową warstwą podłoża jest warstwa izolacyjna z blachy miedzianej, która przyjmuje arkusz wiążący z tkaniny epoksydowej z włókna szklanego o wysokiej przewodności cieplnej lub żywicę epoksydową o wysokiej przewodności cieplnej. Może montować komponenty smd po obu stronach, a komponenty smd o dużej mocy mogą być lutowane własnym radiatorem smd bezpośrednio na metalowej płytce drukowanej i używać metalowej płytki w metalowej płytce drukowanej do rozpraszania ciepła.

5. Układ elementów grzejnych

Głównymi elementami grzewczymi w zasilaczach impulsowych są półprzewodniki dużej mocy i ich radiatory, transformatory mocy i rezystory dużej mocy. Podstawowym wymogiem rozmieszczenia elementów grzejnych jest ich rozmieszczenie od małych do dużych w zależności od stopnia generowania ciepła. Im mniejsza wartość opałowa, tym większy kierunek nadmuchu kanału powietrza zasilającego zasilacz impulsowy, tym bliżej wylotu znajduje się urządzenie o większej wartości opałowej. wentylator.

Aby poprawić wydajność produkcji, wiele urządzeń zasilających jest często mocowanych na tym samym dużym radiatorze. W tym momencie radiator należy umieścić jak najbliżej krawędzi płytki drukowanej. Należy jednak zachować odległość co najmniej większą niż 1 cm od obudowy lub innych części zasilacza impulsowego. Jeśli na płytce drukowanej znajduje się kilka dużych radiatorów, powinny one być ustawione równolegle do siebie i równolegle do kierunku wiatru w kanale powietrznym. W kierunku pionowym urządzenia o małej generacji ciepła są ułożone w najniższej warstwie, a urządzenia o dużej generacji ciepła w wyższych warstwach. Elementy generujące ciepło powinny być umieszczone jak najdalej od elementów wrażliwych na temperaturę, takich jak kondensatory elektrolityczne, na układzie PCB.

Sinda Thermal jest profesjonalnym i doświadczonym producentem radiatorów, możemy dostarczać różnorodne radiatory klientom na całym świecie, możemy zaoferować najbardziej konkurencyjną cenę i doskonałą jakość radiatorów, prosimy o kontakt z nami swobodnie, jeśli masz jakiekolwiek wymagania termiczne.