I forbindelse med nutidens udbredte brug af elektronisk udstyr er skifte strømforsyninger med høj effekt blevet nøglekomponenter.Stigningen i deres effekttæthed har gjort termisk styringsdesign til en kerneopgave for at sikre deres pålidelighed og effektivitet.Især når der anvendes et stort antal højeffekt-halvlederindretninger, såsom ensretterbro-stabler, højstrøms ensretter, højeffekttransistorer eller felteffekttransistorer, er effektiv termisk design især vigtig.Den store mængde varme, der genereres af disse enheder under drift, vil føre til nedbrydning af enhedens ydeevne eller endda fiasko, hvis den ikke håndteres korrekt.
I termisk design er det proportionelle forhold mellem temperatur og svigthastighed en nøglefaktor.I henhold til formlen F = AE-E/KT (hvor F er fejlfrekvensen, er A en konstant, E er kraften, K er Boltzmann-konstanten, og T er forbindelsestemperaturen), det kan ses, at stigningenI temperatur vil føre til svigthastigheden voksende eksponentielt.For at sikre den stabile drift og den langsigtede pålidelighed af switching-strømforsyningen skal der træffes effektive termiske styringsforanstaltninger.
Strategier til at løse problemer med høj temperatur er hovedsageligt opdelt i to aspekter:
Reducer tab i kredsløbsstruktur: Dette inkluderer anvendelse af mere effektive kontrolmetoder og teknologier, såsom højfrekvent blød switching-teknologi, faseskiftkontrolteknologi, synkron ensrettet teknologi osv. På samme tid, vælger enheder med lav effekt, hvilket reducerer denAntal varmegenererende enheder og øget effekteffektivitet ved at øge bredden af trykte linjer er alle effektive måder at reducere varmegenerering på.
Vedtage mere effektiv varmeafledningsteknologi: Valget af varmeafledningsteknologi inkluderer tre hovedmetoder: ledning, stråling og konvektion.Specifikke applikationer inkluderer radiatorer, luftkøling (naturlig konvektion og tvungen luftkøling), væskekøling (vand, olie), termoelektrisk afkøling, varmerør og andre metoder.I især højeffektomskiftning af strømforsyninger er tvungen luftkøling blevet den vigtigste varmeafledningsmetode.Derfor er teknologier til forbedring af luftkøleeffekten, såsom korrekt design af luftkanaler og tilsætning af spoilere foran på radiatoren for at indføre turbulens, afgørende for at forbedre varmeafledningseffektiviteten.
Flere metoder, der ofte bruges i termisk design, inkluderer også brugen af kølepladser,
Køleventilatorer, metalbaserede PCB, termisk pasta osv. I faktisk design skal disse metoder med rimelighed kombineres og anvendes i henhold til kundebehov og det bedste omkostningseffektivitetsforhold.Især når du vælger varmeafledningsenheder, i betragtning af den dominerende placering af halvlederenheder i skift af strømforsyninger, kommer deres varme hovedsageligt fra at skifte tab.Derfor kan optimering af kredsløbstopologien, såsom anvendelse af nul-switch-konverteringstopologi, effektivt reducere switching-tab.Alligevel er brugen af radiatorer stadig et vigtigt middel i termisk styring.
Derudover er der i praktiske anvendelser naturlig luftkøling og tvungen luftkøling de to hovedformer for varmeafledning.Naturlige luftkølede kølepladser skal placeres lodret for at lette luftkonvektion, og flere ventilationshuller bør bores på passende steder på PCB for at forbedre varmeafledningseffekten.I modsætning hertil er tvungen luftkøling, især i højeffekt skifte strømforsyning, mere almindelig og vigtig.Ved at optimere ventilatorlayoutet og luftkanalens design kan varmeafledningseffektiviteten forbedres markant.