При прохождении тока через электронные компоненты, происходит их нагрев. Для отвода тепла от мощных компонентов используются теплоотводы, а для уменьшения температуры нагрева применяют радиаторы.
Охлаждение компонентов источников питания DC-DC может быть естественным или принудительным. Для большей интенсивности теплообмена используют принудительное воздушное охлаждение вентиляторами или жидкостное охлаждение, где тепло переносится водой или маслом. При естественном охлаждении не применяют какие-либо технических средств.
Тепло может быть отведено от разогретых компонентов источника питания ВС-ВС:
- конвекцией,
- кондукцией,
- излучением
- или комбинацией этих способов.
Конвекцией называют теплообмен, при котором корпус компонента нагревает более холодный окружающий воздух. Чем больше разность температур нагретого электронного компонента и воздуха, выше скорость циркуляции вещества, переносящего тепло, и чем эффективнее охладитель, тем интенсивнее конвекция. Конвекция также зависит и от ориентации в пространстве охлаждаемого элемента.
Кондукция – это передача тепла через конструктивные элементы источников питания. Такой теплообмен может осуществляться через пластины, стенки, боковины корпусов источников питания.
Излучением называется передача энергии в окружающее пространство путем распространения тепловых волн от источника. Интенсивность излучения энергии зависит от степени черноты охладителя. Например, темные матовые и черненые поверхности лучше всего излучают энергию, а светлые и полированные поверхности обладают самой низкой степенью черноты и хуже всего годятся для теплообмена излучением.
Охладители могут иметь различную форму и конструкцию. Самыми распространенными являются игольчатые, пластинчатые, ребристые, жалюзийные радиаторы. Эффективность охладителя прямо пропорциональна площади поверхности теплообмена.
Для достижения максимальной эффективности охлаждения компонентов источника питания DC/DC должны быть соблюдены следующие условия:
- поверхность, к которой крепится корпус компонента, должна быть достаточно толстой, чтобы тепло распространилось к самым дальним участкам теплоотвода;
- в теплоотводе не должно быть лишних отверстий;
- ребра радиаторов должны быть параллельны направлению перемещения охлаждающего воздуха;
- радиатор должен иметь черный или темный матовый цвет;
- тепловодность между корпусом компонента и теплоотводящей поверхностью должна быть максимальной. С этой целью используют современные теплопроводящие материалы с теплопроводностью до 10 Вт/мК, например, производства фирмы Kerafol.
Наиболее эффективной считается та система охлаждения компонентов источников питания DC-DC, где используются все три вида передачи энергии: конвекция, кондукция и излучение.
Источники питания