การระบายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟ

โมดูลจ่ายไฟมีการสูญเสียพลังงานในกระบวนการแปลงแรงดันไฟฟ้า การสร้างพลังงานความร้อนนำไปสู่การทำความร้อนของโมดูล ลดประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งจ่ายไฟ ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทำงานปกติของโมดูลพลังงาน และอาจส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์อื่นๆ รอบข้าง

มีสามวิธีพื้นฐานในการถ่ายโอนพลังงานของโมดูลพลังงานจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ ได้แก่ การแผ่รังสี การส่งผ่าน และการพาความร้อน

รังสี: การถ่ายเทความร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิต่างกัน

การแพร่เชื้อ: การถ่ายเทความร้อนผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง

การพาความร้อน: การถ่ายเทความร้อนผ่านตัวกลางของไหล (แก๊ส)

ในการใช้งานเฉพาะต่างๆ ผลกระทบของวิธีการถ่ายเทความร้อนทั้งสามวิธีก็แตกต่างกันเช่นกัน ในการใช้งานส่วนใหญ่ การพาความร้อนเป็นวิธีถ่ายเทความร้อนหลัก หากมีการเพิ่มวิธีการกระจายความร้อนอีกสองวิธี ผลที่เกิดขึ้นจริงจะดีกว่า อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี ทั้งสองวิธีนี้อาจมีผลเสียเช่นกัน ดังนั้นเมื่อออกแบบระบบระบายความร้อนคุณภาพสูง ควรพิจารณาวิธีการถ่ายเทความร้อนทั้งสามวิธีอย่างรอบคอบและครบถ้วน

มีสามวิธีที่มีประสิทธิภาพในการให้ความร้อนแก่โมดูลพลังงาน:

1. การระบายความร้อนของแหล่งรังสี:

ในกรณีส่วนใหญ่ แหล่งกำเนิดรังสีจะกระจายไปเพียง 10 เปอร์เซ็นต์หรือน้อยกว่าของค่าความร้อนทั้งหมด ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วการระบายความร้อนด้วยรังสีจึงถูกใช้เป็นวิธีเสริมนอกเหนือจากวิธีการกระจายความร้อนหลักเท่านั้น และโดยทั่วไปแล้วผลกระทบโดยตรงต่ออุณหภูมิของโมดูลพลังงานจะไม่ถูกนำมาพิจารณาอย่างเต็มที่ในการออกแบบการระบายความร้อน ในการใช้งานเฉพาะ อุณหภูมิของโมดูลควบคุมคอนเวอร์เตอร์โดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมตามธรรมชาติ ดังนั้นการถ่ายเทพลังงานจลน์ที่แผ่รังสีจึงเอื้อต่อการกระจายความร้อน

ในการออกแบบระบายความร้อน ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องของส่วนประกอบรอบโมดูลควบคุมคอนเวอร์เตอร์ควรจัดเรียงตามหลักวิทยาศาสตร์ตามผลกระทบโดยตรงของการแผ่รังสีความร้อน เมื่อส่วนประกอบที่ลุกไหม้อยู่ใกล้กับโมดูลควบคุมคอนเวอร์เตอร์ เพื่อลดผลกระทบจากความร้อนของแหล่งกำเนิดรังสี จะต้องใส่ครีบบาง ๆ ของแผ่นฉนวนกันความร้อนระหว่างโมดูลควบคุมและส่วนประกอบที่ลวก

2. การระบายความร้อนด้วยเกียร์:

การใช้วัตถุดิบที่เหมาะสมและพื้นที่หน้าตัดสามารถลดความต้านทานความร้อนของส่วนประกอบการถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่ออนุญาตให้ใช้พื้นที่ในการติดตั้งและราคาได้ ต้องใช้ฮีทซิงค์ที่มีค่าความต้านทานความร้อนต่ำสุด การผลิตและวัตถุดิบในการผลิตแผ่นระบายความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ ดังนั้นเราต้องใส่ใจในหลายๆ ด้านในการเลือก ในการใช้งานส่วนใหญ่ ความร้อนที่เกิดจากโมดูลพลังงานจะถูกส่งผ่านจากพื้นผิวไปยังหม้อน้ำหรือส่วนประกอบการถ่ายเทความร้อน

3. การพาความร้อน:

การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนเป็นวิธีการกระจายความร้อนที่ใช้กันทั่วไป การพาความร้อนโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นการพาความร้อนตามธรรมชาติและการพาความร้อนแบบบังคับ ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากพื้นผิวของบล็อกความร้อนไปยังอากาศคงที่โดยรอบที่มีอุณหภูมิต่ำซึ่งเรียกว่าการพาความร้อนตามธรรมชาติ ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากพื้นผิวของบล็อกความร้อนไปยังอากาศที่ไหลผ่าน ซึ่งเรียกว่าการพาความร้อนแบบบังคับ

ข้อดีของการพาความร้อนตามธรรมชาตินั้นง่ายต่อการรับรู้ ไม่มีพัดลมไฟฟ้า ต้นทุนต่ำและการกระจายความร้อนที่มีความน่าเชื่อถือสูง อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับการพาความร้อนแบบบังคับ เพื่อให้ได้อุณหภูมิพื้นผิวเท่ากัน ปริมาตรของฮีทซิงค์จะมีขนาดใหญ่มาก

อุณหภูมิสูงมีผลกระทบอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือของโมดูลพลังงาน การลดประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งจ่ายไฟอาจไม่เพียงส่งผลโดยตรงต่อการทำงานปกติของโมดูลพลังงาน แต่ยังส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของอุปกรณ์โดยรอบอื่นๆ