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电力中的电子设备热效应剖析及使用 (1)

发表时间:2012-04-13内容来源:  [我要投稿]  [免费提交网站]  转发微博:

  

在风机变流器和光伏并网逆变器的整机设计中,主功率模块、电抗器及电阻的热设计长短常关键的。要担保上述元器件在容许的温度下正常义务运转,热量的分析及散热设计至关首要。本文经由对电力电子设备的热分析,能很益处理以上问题。

2热分析的目的
   
使用数学手段及经由核算机模拟,在设计阶段获得温度分布。在设计初期就能发现产品的热缺陷,然后改进其设计,树立一个知足可靠性要求的状况温度节制系统。PartMiner 也就是设计一个冷却系统,在热源至热沉之间供给一条低热阻通道,担保热量顺利传递出去。佰能节制电子产品内部一切电子元器件的温度,使其在设备地点的义务状况前提下不逾越最高容许温度,确保电子产品在规矩的热状况下可靠义务。
    
3 热设计的中间
   
设计一个冷却系统,在热源至热沉之间供给一条低热阻通道,担保热量顺利传递出去。
   
温度对电子产品可靠姓影响极大,尤其对半导体器件最为敏感,如下图所示,几乎一切电子元器件参数都与温度有关。

图 1 电子元器件缺点率与温度的关系

4  热设计的基本要求
   
电子产品热设计应首先根据设备的可靠性目的及设备地点的状况前提确定热设计目标,佰能贸易 热设计目标通俗为设备内部元器件容许的最高温度,根据热设计目标及设备的结构、体积、重量等要求进行热设计,首要搜罗冷却方法的选择、元器件的安装与构造、印制电路板、电阻、电抗器、变压器、模块散热结构的设计和机箱散热结构的设计。
   
电子设备的热设计要与电路设计和结构设计还进行,知足设备可靠性的要求。
   
热设计与维修性设计相连络,可提高设备的可维修性。
5 热设计中术语的定义
    ⑴ 热特征:设备或元器件的温升随热状况改变的特征,搜罗温度、压力和流量分布特征。
    ⑵ 热流密度:单位面积的热流量。
    ⑶ 热阻:热量在热流路子的阻力。
    ⑷ 内热阻:元器件内部发烧部位与表面某部位之间的热阻。
    ⑸ 安装热阻:元器件与安装表面之间的热阻,又叫界面热阻。
    ⑹ 温度不变:温度改变率不逾越每小时2℃时,称为温度不变。
    ⑺ 温度梯度:等温面的法向倾向上单位距离所惹起的温度增量定义为温度梯度。
    ⑻ 紊流器:提高流体运动紊流程度并改善散热后果的装置。
    ⑼ 热沉:是一个无限大的热容器,其温度不随传递到它的热能大小而改变。佰能公司 它也可以是大地、大气、大体积的水或宇宙,又称热地。

6 热传递的三种办法
   
传热的基本方法有传导、对流和热辐射三种。
   
⑴ 传导散热是指物体直接接触时,能量交流的现象。电子元器件价格 在不合的物体中,其导热机理各纷歧样,在非导电固体和液体中,首要依托物体内部分子运动的弹性波在传递热量。在金属导体中,首要依托自由电子的运动传递能量。因此,导电功用好的材料,其导热功用也好,气体的导热首要依托分子的不礼貌运动传递能量。传导散热量核算如下:
    Q=KA△t/L                                 (1)
    式中:
    Q——传导散热量,W
    K——导热系数,W/m·℃
    A——导体横截面积,m2
    △——传热路子两端温差,℃
    L——传热路子长度,m
    
   
⑵ 对流换热是流体流过固体壁面时的一种能量交流现象,它与流体的微观运动密切相关,而且与流体的物理性质以及换热面的几何外形,放置位置等要素有关。在具体钻研或核算对流换热时,应留心核算用的准则方程的限制前提。对流散热量核算如下:
    Q=hA△t                                           (2)
    式中:
    Q——对流散热量,W
    h——换热系数,W/m2·℃
    A——有效换热面积,m2
    △t——换热表面与流体温差,℃
 

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