در زمینه استفاده گسترده از تجهیزات الکترونیکی امروز ، منبع تغذیه با قدرت بالا به اجزای کلیدی تبدیل شده است.افزایش چگالی قدرت آنها باعث شده است تا طراحی مدیریت حرارتی یک کار اصلی برای اطمینان از قابلیت اطمینان و کارآیی آنها باشد.به خصوص هنگامی که تعداد زیادی از دستگاه های نیمه هادی با قدرت بالا استفاده می شود ، مانند پشته های پل یکسو کننده ، یکسو کننده های جریان بالا ، ترانزیستورهای با قدرت بالا یا ترانزیستورهای اثر میدانی ، طراحی حرارتی مؤثر از اهمیت ویژه ای برخوردار است.مقدار زیادی از گرمای تولید شده توسط این دستگاه ها در حین کار منجر به تخریب عملکرد دستگاه یا حتی خرابی در صورت عدم برخورد صحیح نمی شود.
در طراحی حرارتی ، رابطه متناسب بین دما و میزان خرابی یک عامل اصلی است.با توجه به فرمول f = ae-e/kt (جایی که f نرخ شکست است ، a ثابت است ، e قدرت ، k ثابت است که boltzmann ثابت است و t دمای اتصال است) ، می توان دریافت که افزایشدر دما منجر به رشد در رشد به صورت نمایی خواهد شد.بنابراین ، برای اطمینان از عملکرد پایدار و قابلیت اطمینان طولانی مدت منبع تغذیه سوئیچینگ ، باید اقدامات مدیریت حرارتی مؤثر انجام شود.
استراتژی هایی برای حل مشکلات درجه حرارت بالا عمدتا به دو جنبه تقسیم می شوند:
کاهش تلفات در ساختار مدار: این شامل استفاده از روش ها و فن آوری های کنترل کارآمدتر ، مانند فناوری سوئیچینگ نرم با فرکانس بالا ، فناوری کنترل فاز تغییر ، فناوری اصلاح همزمان و غیره است. در همان زمان ، انتخاب دستگاه های کم مصرف ، کاهشتعداد دستگاه های تولید گرما و افزایش بهره وری انرژی با افزایش عرض خطوط چاپ شده ، همه روشهای مؤثر برای کاهش تولید گرما هستند.
اتخاذ فناوری اتلاف گرما مؤثرتر: انتخاب فناوری اتلاف گرما شامل سه روش اصلی است: هدایت ، تابش و همرفت.برنامه های خاص شامل رادیاتورها ، خنک کننده هوا (همرفت طبیعی و خنک کننده هوا اجباری) ، خنک کننده مایع (آب ، روغن) ، خنک کننده ترموالکتریک ، لوله های گرما و سایر روش ها است.در منبع تغذیه با قدرت بالا ، خنک کننده هوای اجباری ، به ویژه ، به روش اصلی اتلاف گرما تبدیل شده است.بنابراین ، فن آوری هایی برای بهبود اثر خنک کننده هوا ، مانند طراحی صحیح مجرای هوا و اضافه کردن اسپویلرها در جلوی رادیاتور برای معرفی آشفتگی ، برای بهبود راندمان اتلاف گرما بسیار مهم است.
چندین روش که معمولاً در طراحی حرارتی استفاده می شود نیز شامل استفاده از سینک های گرما است ،
فن های خنک کننده ، PCB های مبتنی بر فلز ، خمیر حرارتی و غیره. در طراحی واقعی ، این روش ها باید مطابق نیاز مشتری و بهترین نسبت مقرون به صرفه بودن و استفاده از آنها به طور منطقی ترکیب و کاربردی باشند.به خصوص هنگام انتخاب دستگاه های اتلاف گرما ، با توجه به موقعیت غالب دستگاه های نیمه هادی در سوئیچینگ منبع تغذیه ، گرمای آنها عمدتاً ناشی از تعویض تلفات است.بنابراین ، بهینه سازی توپولوژی مدار ، مانند استفاده از توپولوژی تبدیل سوئیچ صفر ، می تواند به طور موثری تلفات سوئیچینگ را کاهش دهد.با این وجود ، استفاده از رادیاتورها هنوز هم وسیله مهمی در مدیریت حرارتی است.
علاوه بر این ، در کاربردهای عملی ، خنک کننده هوای طبیعی و خنک کننده هوای اجباری دو شکل اصلی اتلاف گرما است.سینک های گرمای خنک شده با هوای طبیعی باید به صورت عمودی قرار بگیرند تا همرفت هوا تسهیل شود و چندین سوراخ تهویه باید در مکان های مناسب روی PCB حفر شود تا اثر اتلاف گرما تقویت شود.در مقابل ، خنک کننده هوای اجباری ، به ویژه در منبع تغذیه با قدرت بالا ، رایج تر و مهم تر است.با بهینه سازی طرح فن و طراحی مجرای هوا ، راندمان اتلاف گرما می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد.