電源装置 熱冷却ソリューション

パワーモジュールの動作中、モジュール内部で電力が消費され、熱が発生するため、この熱を放熱しないとモジュール内部に熱が蓄積し、温度が高くなりすぎて故障の原因となります。パワーデバイスが定格温度制限を超える。 モジュール電源の寿命が短くなったり、モジュールが破損する恐れがあります。 したがって、パワーモジュールにとって放熱設計は非常に重要です。

システムの熱設計が行われていない場合は、動作中にモジュールが発熱したときに、周囲の空気による自然対流冷却が生じるように、上部と底部に十分な空気流路が確保されていることを確認する必要があります。温度差。

空気流路が不完全でモジュールシェルの温度が高すぎる場合、次の方法で放熱設計を行うことができます。

1. ヒートシンクを追加します。

ヒートシンクの主な機能は、熱源と周囲の空気の間の接触面積を増やすことです。 適切な空気の対流（自然対流を含む）がある場合、熱抵抗を大幅に低減できます。

ヒートシンクをパワーモジュールのシェルに直接接続する場合、シェルとヒートシンクは硬い材質でできており、完全な気密性と平坦性を確保できないため、隙間が生じて熱抵抗が増加します。 したがって、ヒートシンクを組み立てる際、パワーモジュールはサーマルコンパウンドやサーマルパッドなどの熱伝導性表面材料を使用して、シェルとヒートシンクを緊密に組み合わせて隙間を減らす必要があります。

2.強制空冷:

一般に、強制空気流を生成するにはファンが使用されます。 空気の急速な流れによってシェル表面から熱エネルギーが奪われ、モジュールの熱抵抗が減少します。Ca の効果的な方法、特にオープンモジュールでは、熱を放散するためにこの方法がよく使用されます。 風速が大きいほど冷却効果は高くなります。 ただし、風向きに注意して、モジュールのフットフレームに対して垂直にならないようにしてください。放熱効果が低下します。

システムでヒートシンクと強制エアフローを同時に使用する場合、最良の放熱効果を得るには、エアフローとヒートシンクの方向のマッチングモードを下図の左のようにする必要があります。 下図右の方法は間違っています。 空気の流れがスムーズでなくなり、放熱効果が悪くなります。

3. シェルに接続された電源モジュール:

パワーモジュールを使用するシステムの場合、システムが金属シェルまたはフレームを使用して設計されている場合、フレームシェルをヒートシンクとして使用して、熱エネルギーをフレームシェルにそらすことができます。 フレーム シェルの表面があまり平坦でない場合は、必要に応じてより厚いまたはより柔らかい熱伝導性シリカゲル シートを選択して接合部の隙間を埋め、最適な組み合わせを実現できます。