Atsižvelgiant į šiandienos plačiai naudojamą elektroninę įrangą, didelės galios perjungimo maitinimo šaltiniai tapo pagrindiniais komponentais.Dėl padidėjusio galios tankio šiluminio valdymo projektavimas buvo pagrindinė užduotis, užtikrinanti jų patikimumą ir efektyvumą.Ypač tada, kai naudojamas daugybė didelės galios puslaidininkių įtaisų, tokių kaip lygintuvo tiltų krūvos, didelės srovės lygintuvai, didelės galios tranzistoriai ar lauko efekto tranzistoriai, ypač svarbus yra efektyvus šiluminis dizainas.Didelis šilumos kiekis, kurį sukuria šie prietaisai veikimo metu, lems prietaisų veikimo skaidymą ar net gedimą, jei jis nebus tinkamai tvarkomas.
Šilumos dizaine pagrindinis veiksnys yra proporcingas temperatūros ir gedimo greičio ryšys.Pagal formulę f = ae-e/kt (kur F yra gedimo greitis, A yra konstanta, e yra galia, k yra Boltzmann konstanta, o t yra jungties temperatūra), galima pastebėti, kad padidėjimas padidėjimasEsant temperatūrai, nesėkmių dažnis augs eksponentiškai.Todėl, norint užtikrinti stabilų perjungimo maitinimo šaltinio veikimą ir ilgalaikį patikimumą, reikia imtis veiksmingų šiluminio valdymo priemonių.
Aukštos temperatūros problemų sprendimo strategijos daugiausia suskirstytos į du aspektus:
Sumažinkite nuostolius grandinės struktūroje: Tai apima efektyvesnių valdymo metodų ir technologijų, tokių kaip aukšto dažnio minkštųjų perjungimo technologija, fazių poslinkio valdymo technologija, sinchroninė ištaisymo technologija ir kt., NaudojimasŠilumos generavimo įtaisų skaičius ir didėjantis energijos efektyvumas, padidinant spausdintų linijų plotį, yra veiksmingi būdai, kaip sumažinti šilumos susidarymą.
Priimkite efektyvesnę šilumos išsklaidymo technologiją: Šilumos išsklaidymo technologijos pasirinkimas apima tris pagrindinius metodus: laidumą, radiaciją ir konvekciją.Konkretūs pritaikymai apima radiatorius, oro aušinimas (natūrali konvekcija ir priverstinis oro aušinimas), skysčio aušinimas (vanduo, aliejus), termoelektrinis aušinimas, šilumos vamzdžiai ir kiti metodai.Didelės galios perjungimo maitinimo šaltiniuose, ypač priverstinio oro aušinimas, tapo pagrindiniu šilumos išsklaidymo metodu.Todėl oro aušinimo efekto gerinimo technologijos, tokios kaip tinkamai suprojektuoti oro kanalus ir pridedant spoilerius radiatoriaus priekyje, kad būtų galima sukelti turbulenciją, yra labai svarbios, norint pagerinti šilumos išsklaidymo efektyvumą.
Šilumos dizaine dažniausiai naudojami keli metodai taip pat apima šilumos kriauklių naudojimą,
Aušinimo ventiliatoriai, metalo pagrindu pagaminti PCB, šiluminė pasta ir kt. Faktiniame dizaine šiuos metodus reikia pagrįstai sujungti ir pritaikyti atsižvelgiant į klientų poreikius ir geriausią ekonominio efektyvumo santykį.Ypač renkantis šilumos išsklaidymo įtaisus, atsižvelgiant į dominuojančią puslaidininkių įtaisų padėtį keičiant maitinimo šaltinius, jų šiluma daugiausia keičiama dėl perjungimo nuostolių.Todėl grandinės topologijos optimizavimas, pavyzdžiui, naudojant nulinio jungiklio konvertavimo topologiją, gali efektyviai sumažinti perjungimo nuostolius.Nepaisant to, radiatorių naudojimas vis dar yra svarbi šiluminio valdymo priemonė.
Be to, praktiškai pritaikytos natūralus oro aušinimas ir priverstinis oro aušinimas yra dvi pagrindinės šilumos išsklaidymo formos.Natūralios oro aušinamosios šilumos kriauklės turėtų būti dedamos vertikaliai, kad būtų lengviau konvektuoti oro konvekciją, ir tinkamose PCB vietose turėtų būti gręžiamos kelios ventiliacijos skylės, kad būtų padidintas šilumos išsklaidymo efektas.Priešingai, priverstinis oro aušinimas, ypač esant didelės galios perjungimo maitinimo šaltiniams, yra labiau paplitęs ir svarbus.Optimizuojant ventiliatoriaus išdėstymą ir oro latakų dizainą, šilumos išsklaidymo efektyvumą galima žymiai pagerinti.