パワーモジュールの放熱のための3つの効果的な方法

高温領域から低温領域へのパワーモジュールのエネルギー伝達には、放射と対流の2つの基本的な方法があります。

輻射：異なる温度の2つのブロック間で発生する熱の電磁誘導伝達。

対流：流体媒体（気体）を介した熱伝達。

さまざまな特定のアプリケーションでは、熱伝達の3つの方法すべてが異なるレベルの効果を持つことがよくあります。 ほとんどのアプリケーションでは、対流が最も重要な熱伝達方法です。 他の2つの放熱方法を追加すると、実際の効果が向上します。 ただし、状況によっては、これら2つの方法が逆効果になる場合もあります。 したがって、高品質の熱放散システムを設計するときは、3つの熱伝達方法すべてを慎重に検討する必要があります。

パワーモジュール

1.放射源の熱放散

温度の異なる2つのインターフェースが向かい合うと、熱の連続的な輻射伝達が発生します。

特定のオブジェクトの温度に対する放射の最終的な影響は、さまざまなコンポーネントの温度差、関連するコンポーネントの方向、コンポーネントの表面の滑らかさ、およびコンポーネント間の距離など、多くの要因によって決定されます。 この要素に加えて、周囲の環境の影響&＃39;自身の放射運動エネルギー交換を定量的に分析する方法がないため、温度に対する放射の害を測定することは非常に複雑であり、正確に測定することは困難です。計算します。

スイッチング電源コンバータ制御モジュールの特定のアプリケーションでは、コンバータの冷却方法として放射熱放散のみに依存することはほとんどありません。 ほとんどの場合、放射源は総発熱量の10％以下しか放散しません。 したがって、輻射熱は、一般的に、主要な放熱方法に加えて補助的な方法としてのみ使用され、熱設計計画では、通常、その影響は考慮されていません。 電源モジュールの温度の影響。 特定のアプリケーションでは、一般的なコンバータ制御モジュールの温度が自然の周囲温度よりも高くなります。 したがって、放射運動エネルギー伝達は熱放散を助長します。 ただし、条件によっては、制御モジュール周辺の熱源（電子機器基板、高出力抵抗器など）の温度が電源モジュールの温度よりも高くなるため、これらの物体の輻射熱により温度が上昇します。制御モジュールの。

放熱設計計画では、熱放射が引き起こす影響に応じて、コンバータ制御モジュールの周辺コンポーネントの相対位置を科学的に配置する必要があります。 高温部品がコンバーター制御モジュールに近い場合、放射源の加熱効果を弱めるために、断熱ボードの薄いフィンを制御モジュールと高温部品の間に挿入する必要があります。

2.対流熱放散

対流熱放散は、エプソンの電力変換器で最も一般的に使用される熱放散方法です。 対流は一般に、自然対流と強制対流の2つのタイプに分けられます。 ホットブロックの表面から周囲のより低い温度の静的ガスへの熱の移動は、自然対流と呼ばれます。 ホットブロックの表面から流体ガスへの熱の移動は、強制対流と呼ばれます。

自然対流の利点は、実装が非常に簡単で、扇風機を必要とせず、コストが低く、放熱の信頼性が高いことです。 ただし、強制対流とは対照的に、同じ基板温度を達成するには、大きなヒートシンクが必要です。

自然対流ラジエーターの設計では、次の点にも注意する必要があります。

一般に、ヒートシンクには垂直ヒートシンクの主なパラメータのみが示されています。 水平ヒートシンクの実際の放熱効果は弱いです。 水平設置が必要な場合は、ラジエーターの面積を適切に増やす必要があり、強制対流熱放散も使用できます。