حساب متطلبات التفكك الحراري وفحص الحرارة في تصميم متعهدي السلطة

ويتطلب تصميم محولات الطاقة النظر بعناية في الإدارة الحرارية لضمان الموثوقية والكفاءة، ويعد حساب التفكك الحراري واختيار المصاريف الحرارية المناسبة خطوات أساسية في هذه العملية، وتساعد الحسابات السليمة على منع التسخين المفرط للمكونات الإلكترونية ومدة عمرها.

فهم التشت الحراري

ويشير التحلل الحراري إلى عملية إطلاق الحرارة التي تولدها المكونات الإلكترونية أثناء التشغيل، ويتأثر بعوامل مثل فقدان الطاقة، وكفاءة المكونات، ودرجة الحرارة المحيطة، ويساعد الحساب الدقيق لتحلل الحرارة على تحديد حجم ونوع المغسلة الحرارية اللازمة.

حساب إبطال الحرارة

والصيغة الأساسية لحساب التحلل الحراري هي:

Q = P loss]

(ب) عندما تكون خسارة الطاقة في الخنازير، وبغية العثور على (P)-loss، والنظر في كفاءة المحول وطاقة المدخلات، مثلاً إذا كان المحول يعمل بكفاءة 90 في المائة مع قوة مدخل تبلغ 100 واط، فإن فقدان الطاقة هو:

P loss = Input Power × (1 - Efficiency)]

وفي هذه الحالة، فإن P loss = 100W × (1 - 0.9) = 10W. وتبين هذه القيمة الحرارة التي يجب أن تُفرَض للحفاظ على درجات حرارة التشغيل الآمنة.

Heat Sink Selection

ويستلزم اختيار مغسلة الحرارة اليمنى النظر في المقاومة الحرارية وكمية الحرارة التي يتعين تفريقها، وتدل المقاومة الحرارية لوعة حرارة (R_{) على مدى فعالية نقلها من المكون، والهدف هو إبقاء درجة الحرارة المتقطعة أدنى من الحد الأقصى الذي حدده الصانع.}

ويمكن حساب المقاومة الحرارية المطلوبة على النحو التالي:

R_]

Where T_j is the maximum junction temperature, T_]a is the ambient temperature, and Q is the heat dissipation. For example, T_j] is 125°C, T[FLT

إن اختيار مغسلة حرارية تكون أقل من هذه القيمة الحرارية يضمن التشغيل الآمن، ويمكن أن تؤثر عوامل إضافية مثل تدفق الهواء وطرق التكثيف تأثيراً أكبر على أداء البواليع الحرارية.