طراحی ماژول الکترونیک قدرت برای دمای زیاد

ماژول الکترونیک قدرت در دمای زیاد مهندسی برق قدرت فیلیوس filioos
طراحی ماژول الکترونیک قدرت برای محیط‌های با دمای زیاد

در این بخش در ابتدا بیش‌ترین میزان افت دما بررسی می‌شود، و در ادامه مقاومت حرارتی(مقاومت بین منبع تولید حرارت تا سطح مشترک حرارتی) مورد نیاز برای طراحی ماژول الکترونیک قدرت در دماهای زیاد مورد بررسی قرار می گیرد.طراحی ماژول الکترونیک قدرت فیلیوس آموزش مهندسی برق قدرت filioos

مقایسه طراحی ماژول الکترونیک قدرت در محیط‌های عادی[۱] و محیط‌های با دمای زیاد

طراحی حرارتی ماژول الکترونیک قدرت که در دماهای خیلی زیاد کار می کند، با سیستمی که از همان قطعات استفاده میکند ولی در دماهای خیلی کم تری کار می کند بسیار متفاوت است. در این جا منظور از دماهای کم دمای اتاق است؛ دمایی که بیش تر مدارهای تجاری برای کار در این محیط طراحی شده اند.

اولین تفاوت میان این دو طراحی، بیش‌ترین مقاومت مجاز بین قطعات و محیط بیرون است. زمانی که دمای محیط خیلی زیاد است مقاومت حرارتی مجاز خیلی کم تر است. در نتیجه چنین امری، طراحی سیستم مدیری حرارتی نیز تغییر می کند. به عنوان مثال در یک محیط با دمای زیاد، سیستم مدیریت حرارتی باید به طور موثرتری حرارت ایحاد شده را به محیط بیرون انتقال دهد. در این حالت استفاده از یک heatsink بزرگ تر کافی نیست و باید برای این کار چاره ای اندیشیده شود.

هیت سینک در طراحی ماژول الکترونیک قدرت heatsink heat sink filioos

عملکرد ماژول الکترونیک قدرت در محیط با دمای زیاد

در طراحی ماژول الکترونیک قدرت برای سیستمی در محیطی با دمای خیلی زیاد؛ بیش‌ترین دمای مجاز برای هر قطعه از سیستم باید حداقل برابر میزان دمایی باشد که از طرف محیط بیرون به هر قطعه تحمیل می‌شود. برای مثال، در حالتی که انتقال حرارت به محیط بیرون ایده‌آل فرض شود، اگر سیستمی متشکل از سه قطعه با محدودیت های دمایی ۱۴۰، ۱۷۰ و ۲۰۰ درجه سانتی گراد باشد، بیش‌ترین دمای محیط برای عملکرد صحیح این سیستم ۱۴۰ درجه سانتی گراد خواهد بود. در حالتی که فرض انتقال حرارت به صورت ایده‌آل برقرار نباشد، یک اختلاف دما بین منبع ایجاد حرارت[۲] و محیط بیرون[۳] وجود دارد.

شکل زیر اختلاف دمای ایجاد شده در دو سیستم حرارتی متفاوت را نشان می‌دهد. یکی از این سیستم ها دارای مقاومت حرارتی زیاد و دیگری مقاومت حرارتی کم است.

اختلاف دمای ایجاد شده در دو سیستم حرارتی در طراحی ماژول الکترونیک قدرت

اختلاف دمای ایجاد شده در دو سیستم حرارتی[۳]

همان طور که پیش تر نیز گفته شد هنگام طراحی ماژول الکترونیک قدرت در دو سیستم حرارتی اختلاف دمایی ایجاد می شود. در ‏شکل بالا بیش‌ترین مقدار دمای مجاز برای هر قطعه یا سیستم برا روی محور عمودی با عنوان  نشان داده شده است. با بررسی ‏شکل بالا دو راه برای افزایش دمای محیط وجود دارد. در روش اول(روش شماره ۱ در شکل) با کاهش مقاومت سیستم مدیریت حرارتی میزان افت دما کاهش می‌یابد و در نتیجه باعث افزایش دمای مجاز محیط می‌شود.

مقاومت سیستم مدیریت حرارتی را می‌توان با تغییر جنس مواد و همچنین مشخصات هندسی مسیر کاهش داد. در روش دوم می‌توان با کاهش توان انتقالی توسط مدیریت حرارتی با مقاومت حرارتی ثابت، دمای مجاز محیط را افزایش داد. برای این که ماژول بتواند در دماهای زیاد عملکرد مناسبی داشته باشد باید هم مقاومت حرارتی و هم توان تلفاتی را کاهش داد.

امیدواریم این مطلب براتون مفید بوده باشه. خوشحال میشیم نظرتون رو با تیم فیلیوس هم در میون بزارین…

[۱]Normal

[۲] Heat Source

[۳] Environment

فیلیوس

برق قدرت

نوشته‌های مرتبط

قوانین ارسال دیدگاه

  • دیدگاه های فینگلیش تایید نخواهند شد.
  • دیدگاه های نامرتبط به مطلب تایید نخواهد شد.
  • از درج دیدگاه های تکراری پرهیز نمایید.
دیدگاه‌ها

*
*