Оптимизация теплового режима стабилизатора напряжения
Учитывая, что предельно допустимые температуры элементов стабилизатора находятся в широком диапазоне температур (100-1700С)
Все электронные компонентырасположенные на радиаторе можно разделить на три группы:
1 группа от +860С и до +1000С
2 группа от +1010С и до +1500С
3 группа от +1510С и до +1700С
Поскольку допустимая температура сильно отличается то целесообразно размещать на своем радиаторе, температура этих радиаторов в общем случаи будут различаться.
Учитывая, что коэффициент теплообмена при вынужденной конвекции зависит от длины радиатора (увеличивается при уменьшении длины), целесообразно вентилятор разместить в центральной зоне радиатора.
Поэтому учитывая эти два обстоятельства мной предложено новая схема организации воздушного охлаждения рис. 4.1.
Для определения новых длин радиаторов введем параметр К, отражающий долю длины радиатора выбранной группы относительно исходного радиатора.
Параметр К1 для каждой группы есть отношение к обшей проводимости групп собственной необходимой проводимости, определяемой как отношение мощности данной группы к разности температур (Тдоп-Тср).
Параметр К2 для каждой группы есть отношение мощности данной группы к обшей мощности групп.
Результаты расчета приведены в таблице 4.1
| Радиатор группы 2 |
| Вентилятор |
| Печатные платы |
| Радиатор группы 1 |
| Радиатор группы 3 |
Рис. 4.1. Предложенная схема организации воздушного потока и охлаждения
|
|
|
Выбор параметров радиатора. Таблица 4.1
где: К1 - доля от общей проводимости σ
К2 - доля от общей мощности
К - принятая доля длины радиатора
L-длина радиатора группы, м
Таким образом нами принята для группы 1 длина радиатора 36 мм
для группы 2 длина радиатора 72 мм
для группы 3 длина радиатора 192 мм
Расчеты параметров радиаторов представлены в приложении 1.
В таблице 4.2 приведены результаты расчета температурных полей радиаторов групп. Из таблицы видно, что запас по температуре в первой группе составляет 30 К, запас по температуре во второй группе составляет 68 К, запас по температуре в третей группе составляет 69 К.
Таким образом применение данного подхода оптимизации теплового режима силовой электронной техники позволяет существенно снизить температур элементов и дает возможность увеличить выходную мощность прибора.
Таблица 4.2
| Элемент | Мощность Вт | Площадь контакта м2 | Контактное сопротивление К/Вт | Допустимая температура0С | Температура радиатора под элементом 0С | Температура корпуса элемента 0С |
| FES16AT-JT | 10 | 0,00015 | 0,6667 | 150 | 75 | 81,7 |
| FES16AT-JT | 10 | 0,00015 | 0,6667 | 150 | 75 | 81,7 |
| FES16AT-JT | 10 | 0,00015 | 0,6667 | 150 | 74 | 80,7 |
| FES16AT-JT | 10 | 0,00015 | 0,6667 | 150 | 73 | 79,7 |
| КД638АС | 5 | 0,00015 | 0,6667 | 100 | 67 | 70,3 |
| КД638АС | 5 | 0,00015 | 0,6667 | 100 | 67 | 70,3 |
| КД638АС | 5 | 0,00015 | 0,6667 | 100 | 67 | 70,3 |
| IRGS30В120К | 15 | 0,000225 | 0,4444 | 160 | 80 | 86,7 |
| IRGS30В120К | 15 | 0,000225 | 0,4444 | 160 | 80 | 86,7 |
| IRGS30В120К | 15 | 0,000225 | 0,4444 | 160 | 80 | 86,7 |
| IRGS30В120К | 15 | 0,000225 | 0,4444 | 160 | 79 | 85,7 |
| IRGS30В120К | 25 | 0,000225 | 0,4444 | 160 | 80 | 91,1 |
| IRGS30В120К | 25 | 0,000225 | 0,4444 | 160 | 80 | 91,1 |
Методика оптимизации теплового режима силовой электронной техники
|
|
|
Анализрасчетов и исследований по оптимизации конструкции систем охлаждений позволяет сформулировать основные положения методики
- определить основные тепловыделяющие элементы
- выяснить допустимые температуры работы для основных тепловыделяющих элементов
- распределить основные тепловыделяющие элементы по группам в соответствии с допустимыми температурами
- определить максимальную суммарную мощность, выделяемую в группах
- выбрать компоновку радиаторов отдельных групп и схему направления потока хладагента
- рассчитать (подобрать) радиаторы и вентиляторы необходимые для нормальной работы элементов в группах
Выводы
В результате проделанной работы провели расчет температур корпусов силовых элементов размешенных на ребристом радиаторе обдуваемым принудительным потоком воздуха. Расчет показал, что прибор работает в предельном температурном режиме. Базируясь на анализе допустимых температур и выделяемой мощности элементов был предложен подход, для оптимизации конструкции по тепловым без изменения электрической схемы и габаритов прибора. Тепловыделяющие элементы были сгруппированы по величине предельно допустимой температуры. Для каждой из групп создавались свои радиаторы. Была предложена более рациональная схема вентиляции. В результате температура корпусов элементов для каждой группы стала меньше допустимой.
|
|
|
При тепловом проектировании важнейшим является тепловая мощность элемента. Для ее определения предложен калориметрический метод.
На основе анализа проделанных мероприятий удалось сформулировать основные разделы методики оптимизации теплового режима силовой электроники, которая позволяет не только сделать прибор более надежным но и позволяет увеличить выходную мощность прибора.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 224; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!