Diseño térmico para mejorar el servicio del módulo de potencia.
Los tubos MOS, diodos, transformadores y otras piezas de repuesto en el módulo de potencia generarán una gran cantidad de calor durante el funcionamiento, y la alta temperatura continua tendrá un gran impacto en su confiabilidad, como la reducción de la vida útil de su condensador electrolítico interno, reduciendo el aislamiento de alambre esmaltado del transformador, daño del transistor, envejecimiento térmico del material, caída de la junta de soldadura, etc. Las estadísticas muestran que la fiabilidad de los componentes electrónicos disminuye un 10 por ciento cada 2 grados de aumento de la temperatura. El diseño térmico es fundamental para evitar el sobrecalentamiento de los módulos de potencia.
Para el diseño térmico del módulo de potencia, el ingeniero de diseño térmico puede comenzar con la reducción de pérdidas y la gestión térmica.
Reducir la pérdida de energía:
Los componentes clave que causan pérdidas en el módulo de potencia incluyen principalmente tubo MOS, diodo, transformador, inductor de potencia, resistencia limitadora de corriente, etc. La pérdida es la causa directa de la generación de calor, y reducir la pérdida es fundamental para reducir la generación de calor. ¿Cómo reducir la pérdida? Los ingenieros pueden adoptar topología de circuito avanzada y tecnología de conversión en el proceso de diseño de circuito para lograr el objetivo de alta potencia y baja pérdida.
Gestión térmica:
La gestión térmica es muy importante en el diseño del módulo de potencia. Debido a que el dispositivo de calentamiento y la carcasa de la fuente de alimentación no están unidos al 100 por ciento, existe una pequeña cantidad de espacio de aire y la conductividad térmica del aire es muy pequeña, solo 0,02 w/m · K, por lo que el calor en el dispositivo de calentamiento no se puede transferir rápidamente a la carcasa de la fuente de alimentación, lo que da como resultado una eficiencia de disipación de calor lenta del módulo de alimentación.
Podemos agregar materiales de interfaz de alta conductividad térmica para llenar el espacio, eliminar el aire entre el calentador y la fuente de alimentación, aumentar el área de transferencia de calor, reducir la resistencia térmica y mejorar la eficiencia de la transferencia de calor. Además, la conductividad térmica de la película de silicona termoconductora es tan alta como 1.0 w/m · K, o incluso mayor, más de 50 veces la del aire, lo que mejora en gran medida la disipación de calor del módulo de potencia.
Al mismo tiempo, la instalación de un disipador de calor y un ventilador de enfriamiento también es una de las soluciones más efectivas. Para algunos equipos de muy alta potencia, incluso se puede considerar una solución de refrigeración líquida. Aunque el costo aumenta, su efecto de enfriamiento es mejor, lo que es útil para mejorar la vida útil del módulo de alimentación.
