Power Electronics Heat Management: Calculations for Effectiveing Solutions

ניהול חום יעיל הוא חיוני עבור הפעולה אמינה של מכשירים אלקטרוניים כוח.פתרונות קירור תקין למנוע חימום יתר, להאריך את תוחלת החיים של רכיב ולשפר את היעילות הכוללת. מאמר זה דן חישובים מרכזיים המעורבים בעיצוב מערכות קירור יעילות עבור אלקטרוניקה כוח.

הבנה של הדור החמימות

הצעד הראשון בניהול חום הוא הערכת החום שנוצר על ידי רכיבים אלקטרוניים. Power Loss במכשירים כגון טרנזיס ודידות להמיר אנרגיה חשמלית לחום.התפרקות החום (Q) ניתן לחשב באמצעות הנוסחה:

(ב) ◄

כאשר P loss הוא אובדן הכוח בוואטס.ההערכה של P loss דורשת ידע של מאפייני המכשיר ותנאי התפעול.

חישוב דרישות קירור

ברגע שהחום שנוצר ידוע, מערכת הקירור חייבת להיות מיועדת להסיר את החום הזה ביעילות.משוואה העברת החום הבסיסית היא:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

איפה:

תכנון מערכת קירור יעילה כרוך בבחירת חומרים ושיטות מתאימים כדי למקסם את אזור העברת חום יעיל משטח, הבטחת ⁇ T נשאר בתוך גבולות בטוחים.

אפשרויות לפתרון מגניב

פתרונות קירור נפוצים כוללים קירור אוויר, קירור נוזלי, ושקעי חום.כל שיטה יש חישובים ספציפיים כדי לקבוע התאמת ויעילות.

לדוגמה, בקירור נוזלי, קצב זרימת הדם (Q flow) חייב להיות מספיק כדי להסיר את החום המחושב:

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

איפה: