세 가지 기본 전열 방법 - 열 관리

열에너지는 세 가지 기본 메커니즘을 통해 고온 지역에서 저온 지역으로 전달된다;복사, 전도 및 대류.

복사서로 다른 온도에서 물질 사이의 전자기 전열.

전도하다.고체 매체를 통해 열을 전달하다.

대류유체 매체를 통해 열을 전달하기;보통 공기입니다.



이 세 가지 전열 메커니즘은 모든 응용에서 어느 정도 작용한다.대부분의 응용에서 대류는 주요한 전열 메커니즘이 될 것이다.비주도적 효과는 냉각에 추가 기여를 할 것입니다.그러나 경우에 따라 구성 요소와 서브어셈블리 간에 예상치 못한 핫 상호 작용과 예상치 못한 핫 상호 작용이 발생할 수 있습니다.성공적인 냉각 전략을 수립할 때는 이 세 가지 메커니즘을 모두 고려해야 합니다.

복사, 복사

복사열은 서로 접촉하는 서로 다른 온도의 물체 사이에서 연속적으로 발생한다.

개별 부품의 온도에 미치는 순수한 영향은 다른 부품에 대한 온도, 상대 부품 방향, 서피스 마무리 및 간격 등 여러 요인에 따라 달라집니다.많은 이런 요소들은 계량화하기 어려운데다가 복사에네르기교환의 보편적인 존재로 하여 복사온도효과의 계산이 복잡하고 정확하지 못하다.

비코 변환기의 실제 응용에서 만나는 온도차는 복사 냉각을 주요한 전열 메커니즘으로 만들기에 영원히 부족하다.대부분의 경우 방사선은 전체 전열의 10% 미만을 차지합니다.이러한 이유로 일반적으로 복사 냉각의 존재가 주요 냉각 메커니즘을 초과하는 안전 여유를 제공한다고 가정하고 그 영향에 대한 상세한 고려를 무시합니다.대부분의 경우 컨버터가 주변 환경보다 더 뜨거워지고 방사능 전달이 냉각에 도움이 된다는 가정이 유효합니다.

그러나 어떤 경우에는 근처의 물체 (PC 보드, 전력 저항기 등) 가 변환기보다 훨씬 뜨거울 수 있으며 순방사 에너지 전달은 실제로 변환기의 온도를 증가시킬 수 있습니다.

변환기와 주변 부품의 상대적 위치 및 예상 온도를 측정하는 것은 방사선 전송의 잠재적 영향을 예측하는 방법입니다.열 부품이 변환기에 가까운 상황에서 삽입식 장벽을 사용하면 일반적으로 기대하지 않는 복사 가열 효과를 완화시킬 수 있다.

전도

대부분의 응용 프로그램에서 열은 기판에서 연결된 라디에이터 또는 열전도 부재로 전달됩니다.기판과 배합 부재 사이의 인터페이스를 통해 전도되는 열은 반드시 제어해야 할 온도를 떨어뜨린다.그림 20-2에서 볼 수 있듯이 인터페이스는 소모된 전력 흐름과 직렬된"열 저항"으로 모델링할 수 있습니다.기판 온도는 인터페이스의 온도 상승과 부재 온도의 합이 될 것이다

기판이 부착되다.

제어하지 않으면 표면 인터페이스의 온도 상승이 분명해질 수 있습니다.인터페이스 면적은 가능한 한 넓어야 하며, 연결 부재의 표면 평평도는 5밀이 이내여야 한다.표면의 불규칙한 부분을 핫 복합체 또는 핫 패드로 채워야 합니다.적절한 조치를 통해 표면 인터페이스의 열 저항은 0.1 ℃ C/Wat 이하로 유지됩니다.

많은 응용 프로그램에서는 열전도 부재를 통해 변환기의 바닥판에서 "원격" 으로 표면을 전도해야 한다.발생하는 기판 온도는 소모된 표면의 온도, 열전도 부재의 온도 상승, 그리고 두 표면 인터페이스의 상승의 총계가 될 것이다.전도성 부재의 열 저항은 길이에 비례하고 횡단 면적과 전도율에 반비례한다(그림 20-3).최소 총 온도 상승은 위에서 설명한 것처럼 제어 인터페이스 저항에 따라 결정되며 적절한 재료 선택 및 크기를 통해 전달 어셈블리의 열 저항을 제어합니다.

대류

공기 중의 대류로 열을 전달하는 것은 비코 회전로를 냉각하는 데 자주 사용하는 방법이다."자유" 또는"자연"대류는 소모된 표면에서 주위의 비교적 차가운 정지공기로 열을 전달하는것을 말한다.강제 대류는 이동 기류에 열을 전달하는 것을 말한다.

대류 냉각 모델은 그림 20-4와 같습니다.기판의 온도는 공기 온도, 총 소모 전력과 두 개의 열 저항의 값에 달려 있다;기판과 라디에이터 사이의 표면 인터페이스의 열 저항과 라디에이터의 공기 열 저항.표면 인터페이스의 저항은 전도에서 설명한 대로 최소화할 수 있습니다.라디에이터의 공기 저항은 라디에이터 재료와 기하학적 형태, 공기 온도, 공기 밀도 및 공기 유속을 포함한 다양한 요소에 의해 결정됩니다.다행히도 열 저항 데이터는 자유 대류 및 강제 대류 응용 프로그램에서 매우 광범위한 표준 히트싱크에 사용될 수 있습니다.다음 장에서는 비코 회로 및 구성 가능한 장비의 자유로운 대류 냉각 및 강제 대류 냉각에 대한 지침을 제공합니다.