Toplotna rešitev za industrijsko stikalo
Vsi vemo, da če imajo elektronski izdelki slabo odvajanje toplote, bo učinkovitost delovanja čipa močno zmanjšana. Če preseže dovoljeno delovno temperaturo, pride do okvare ali celo pregorevanja opreme. Pri načrtovanju industrijskih stikal moramo torej posvetiti dovolj pozornosti načrtovanju odvoda toplote, izbrati ustrezno toplotno rešitev in parametre.
Toplotna zasnova industrijske stikalne opreme vključuje predvsem tri vrste tehnologij: nenamestitev hladilnih teles, namestitev hladilnih teles in tekočinsko hlajenje.
1. Brez namestitve hladilnika, običajno za hlajenje naprav z nizko porabo energije, in oblikovanje iz naslednjih treh vidikov za izboljšanje učinkovitosti odvajanja toplote brez namestitve radiatorja:
Prva metoda je prevodno odvajanje toplote, ki lahko uporabi materiale z visoko toplotno prevodnostjo za izdelavo komponent za prenos toplote ali zmanjša kontaktni toplotni upor in čim bolj skrajša toplotno pot.
Druga vrsta je konvekcijsko odvajanje toplote, ki vključuje dva načina: naravno konvekcijsko odvajanje toplote in prisilno konvekcijsko odvajanje toplote. Pri naravnem konvekcijskem odvajanju toplote je treba paziti na naslednje točke: pri načrtovanju tiskanih vezij in komponent je treba pustiti dodaten prostor; Pri razporejanju komponent je treba paziti na primerno porazdelitev temperaturnega polja; Povečajte kontaktno površino s konvektivnimi mediji
Tretja metoda je uporaba lastnosti toplotnega sevanja, kar je mogoče doseči s povečanjem površinske hrapavosti grelnega elementa, povečanjem temperaturne razlike okolja okoli sevalnega elementa ali povečanjem površine sevalnega elementa.
Ta zasnova, ki ne zahteva dodatnih toplotnih odvodov, na splošno vodi toploto čipa do zunanje lupine izdelka, povečuje območje izmenjave toplote in igra vlogo pri hitrem hlajenju. Hkrati se na ohišju odprejo tudi prezračevalne luknje ali pa se dodajo sistemski ventilatorji za povečanje izmenjave toplote med notranjostjo in zunanjostjo ohišja.
2. Dodajanje hladilnika za zračno hlajenje:
Z dodajanjem hladilnega telesa za zračno hlajenje lahko napravo zlahka ohladimo z aktivnim hlajenjem ali prisilnim hlajenjem z zrakom, vendar moramo še vedno upoštevati spodnje točke:
1. Izbira hladilnika. Načelo izbire hladilnika je izbrati hladilnik z majhno prostornino in majhno težo, kolikor je to mogoče, ob predpostavki zagotavljanja zadostnega odvajanja toplote, da se prihrani notranji prostor in zmanjša skupna teža napajalnika.
2. Namestitev hladilnika. Pri nameščanju grelnika je treba čim bolj izbrati način namestitve z majhnim odvajanjem toplote in toplotnim uporom.
3. Zmanjšajte toplotni upor vmesnika. Površina hladilnika mora biti ravna in gladka, nanesena s silikonsko mastjo ali toplotno prevodnim tesnilom, da se zmanjša kontaktni toplotni upor med radiatorjem in močnostnim polprevodnikom.
3. Zasnova hladilnega ventilatorja:
Ventilator običajnega komercialnega stikala vedno deluje s polno hitrostjo (SPD), kar ne povzroča samo izgube energije in poveča splošnega hrupa, temveč tudi poveča nepotrebno proizvodnjo energije in kopičenje prahu v ohišju. Še pomembneje je, da je življenjska doba ventilatorja pri polni hitrosti približno 20000 ur, kar je 2,28 leta (po podatkih SANYOFANDATASHEET). Po 20000 urah se bo hitrost ventilatorja postopoma zmanjšala, kar bo povzročilo nestabilnost celotnega stroja. Vendar pa je zaradi pomanjkanja nadzornih enot to skrito nevarnost težko odkriti. Na primer, ko se stopnja izgube paketov industrijskih stikal postopoma povečuje, ni enostavno zaznati, da je to posledica staranja ventilatorja, zmanjšanja hitrosti in kopičenja pregostega prahu, ki povzroča temperaturo ključa. komponente znotraj ohišja, da se dvignejo.
V zgodnji fazi načrtovanja stikala bi morali v celoti upoštevati okolje delovanja opreme in najvišjo delovno temperaturo vseh elektronskih komponent, da bi lahko nastavili delovno temperaturo grelnega čipa. Potem, ko načrtujemo strukturo matične plošče in ohišja, moramo upoštevati tudi zasnovo hladilnika, da uskladimo toplotno in strukturno zasnovo z najboljšo shemo ujemanja in izpolnimo različne zahteve delovanja opreme.
