في سياق الاستخدام الواسع النطاق للمعدات الإلكترونية ، أصبحت إمدادات الطاقة عالية الطاقة مكونات رئيسية.جعلت الزيادة في كثافة الطاقة الخاصة بهم تصميم الإدارة الحرارية مهمة أساسية لضمان موثوقيتها وكفاءتها.لا سيما عند استخدام عدد كبير من أجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة ، مثل مداخن جسر المقوم ، والمقامات عالية الجهد ، أو الترانزستورات عالية الطاقة أو ترانزستورات تأثير الميدان ، فإن التصميم الحراري الفعال مهم بشكل خاص.ستؤدي الكمية الكبيرة من الحرارة الناتجة عن هذه الأجهزة أثناء التشغيل إلى تدهور أداء الجهاز أو حتى الفشل إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح.
في التصميم الحراري ، فإن العلاقة النسبية بين درجة الحرارة ومعدل الفشل هي عامل رئيسي.وفقًا للصيغة f = ae-e/kt (حيث F هو معدل الفشل ، A ثابت ، e هو القوة ، k هو ثابت boltzmann ، و t هي درجة حرارة الوصلات) ، يمكن أن نرى أن الزيادةفي درجة الحرارة سوف تؤدي إلى زيادة معدل الفشل بشكل كبير.لذلك ، من أجل ضمان التشغيل المستقر والموثوقية على المدى الطويل لمصدر طاقة التبديل ، يجب اتخاذ تدابير إدارة حرارية فعالة.
يتم تقسيم استراتيجيات حل المشكلات عالية درجة الحرارة بشكل أساسي إلى جانبين:
تقليل الخسائر في بنية الدائرة: يشمل ذلك استخدام أساليب وتقنيات التحكم الأكثر كفاءة ، مثل تقنية التبديل الناعمة عالية التردد ، وتكنولوجيا التحكم في الطور ، وتكنولوجيا التصحيح المتزامن ، وما إلى ذلك ، في نفس الوقت ، اختيار الأجهزة منخفضة الطاقة ، وتقليليعد عدد الأجهزة المولدة للحرارة ، وزيادة كفاءة الطاقة عن طريق زيادة عرض الخطوط المطبوعة كلها طرق فعالة لتقليل توليد الحرارة.
اعتماد تقنية تبديد الحرارة الأكثر فعالية: يشمل اختيار تقنية تبديد الحرارة ثلاث طرق رئيسية: التوصيل والإشعاع والحمل الحراري.وتشمل التطبيقات المحددة المشعات ، وتبريد الهواء (الحمل الحراري الطبيعي وتبريد الهواء القسري) ، والتبريد السائل (الماء ، والزيت) ، والتبريد الحراري ، والأنابيب الحرارية وطرق أخرى.في إمدادات الطاقة عالية الطاقة ، أصبح تبريد الهواء القسري ، على وجه الخصوص ، طريقة تبديد الحرارة الرئيسية.لذلك ، فإن التقنيات لتحسين تأثير تبريد الهواء ، مثل تصميم قنوات الهواء بشكل صحيح وإضافة المفسدين في مقدمة المبرد لإدخال الاضطراب ، تعتبر ضرورية لتحسين كفاءة تبديد الحرارة.
تشمل عدة طرق شائعة الاستخدام في التصميم الحراري استخدام أحواض الحرارة ،
مراوح التبريد ، مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المعدنية ، العجينة الحرارية ، إلخ. في التصميم الفعلي ، تحتاج هذه الأساليب إلى الجمع بشكل معقول وتطبيقها وفقًا لاحتياجات العملاء وأفضل نسبة فعالية من حيث التكلفة.خاصة عند اختيار أجهزة تبديد الحرارة ، بالنظر إلى الموضع السائد لأجهزة أشباه الموصلات في تبديل إمدادات الطاقة ، تأتي حرارتها بشكل أساسي من خسائر التبديل.لذلك ، يمكن أن يؤدي تحسين طوبولوجيا الدائرة ، مثل استخدام طوبولوجيا تحويل التبديل الصفري ، إلى تقليل خسائر التبديل بشكل فعال.ومع ذلك ، لا يزال استخدام المشعات وسيلة مهمة في الإدارة الحرارية.
بالإضافة إلى ذلك ، في التطبيقات العملية ، هما تبريد الهواء الطبيعي وتبريد الهواء القسري هما الشكلين الرئيسيين لتبديد الحرارة.يجب وضع أحواض الحرارة المبردة بالهواء الطبيعية رأسياً لتسهيل الحمل الحراري للهواء ، ويجب حفر العديد من ثقوب التهوية في المواقع المناسبة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتعزيز تأثير تبديد الحرارة.في المقابل ، يعد تبريد الهواء القسري ، وخاصة في إمدادات الطاقة عالية الطاقة ، أكثر شيوعًا وأهمية.من خلال تحسين تخطيط المروحة وتصميم قناة الهواء ، يمكن تحسين كفاءة تبديد الحرارة بشكل كبير.