Какъв е ефектът на температурата върху комуникационното импулсно захранване
Основният компонент на комуникационното импулсно захранване е високочестотен превключващ токоизправител, който постепенно се развива с развитието на теорията и технологията на силова електроника и силови електронни устройства. Токоизправителят използва технология за меко превключване, консумацията на енергия става по-малка, температурата е по-ниска, обемът и теглото са значително намалени, а цялостното качество и надеждност непрекъснато се подобряват. Но всеки път, когато температурата на околната среда се повиши с 10 градуса, животът на основните захранващи компоненти се намалява с 50 процента. Причината за такъв бърз спад в живота се дължи на температурните промени. Повреда от умора, причинена от различни концентрации на микро и макро механични напрежения, феромагнитни материали и други части, ще инициира различни видове микро вътрешни дефекти под непрекъснатото действие на променливо напрежение по време на работа. Следователно осигуряването на ефективно разсейване на топлината на оборудването е необходимо условие за гарантиране на надеждността и живота на оборудването.
Връзка между работната температура и надеждността и живота на компонентите на силова електроника
Захранването е вид оборудване за преобразуване на електрическа енергия. По време на процеса на преобразуване той трябва да консумира малко електрическа енергия, а електрическата енергия се преобразува в топлина и се освобождава. Стабилността и скоростта на стареене на електронните компоненти са тясно свързани с температурата на околната среда. Силовите електронни компоненти са съставени от различни полупроводникови материали. Тъй като загубата на енергийни компоненти се разсейва от тяхното собствено нагряване, топлинният цикъл на множество материали с различни коефициенти на разширение ще причини много значително напрежение и дори може да доведе до мигновено счупване и повреда на компонента. Ако силовият елемент работи при необичайни температурни условия за дълго време, това ще причини умора, която ще доведе до счупване. Поради термичната умора на полупроводниците е необходимо те да работят в относително стабилен и нисък температурен диапазон.
В същото време бързата смяна на топлина и студ временно ще генерира температурна разлика на полупроводника, което ще причини термичен стрес и термичен шок. Компонентите са подложени на термично-механично напрежение и когато температурната разлика е твърде голяма, се причиняват пукнатини от напрежение в различни материални части на компонентите. преждевременна повреда на компонента. Това също изисква захранващите компоненти да работят в относително стабилен работен температурен диапазон, да намалят рязката промяна на температурата, така че да елиминират въздействието на топлинния стрес и да осигурят дългосрочна надеждна работа на компонентите.
Влияние на работната температура върху изолационния капацитет на трансформатора
След като първичната намотка на трансформатора се задейства, магнитният поток, генериран от намотката, протича в желязното ядро. Тъй като самата желязна сърцевина е проводник, ще се генерира индуциран потенциал в равнина, перпендикулярна на линията на магнитната сила, и върху напречното сечение на желязната сърцевина ще се образува затворен контур за генериране на ток, който се нарича "вихър" . Този "вихров ток" увеличава загубите на трансформатора и увеличава повишаването на температурата на трансформатора за нагряване на ядрото на трансформатора. Загубата, причинена от "вихров ток", се нарича "загуба на желязо". Освен това медната жица, използвана в трансформатора, трябва да бъде навита. Тези медни проводници имат съпротивление. Когато тече ток, съпротивлението ще консумира определено количество мощност и тази част от загубата ще се изразходва като топлина. Тази загуба се нарича "загуба на мед". Следователно загубата на желязо и загубата на мед са основните причини за повишаването на температурата на трансформатора.
Тъй като работната температура на трансформатора се повишава, това неизбежно ще доведе до стареене на намотката. Когато изолационните му характеристики се понижат, устойчивостта на удар срещу електрическата мрежа ще бъде отслабена. По това време, ако има удар от мълния или пренапрежение на захранването, високото обратно напрежение на първичната страна на трансформатора ще разруши трансформатора и ще направи захранването невалидно. В същото време високото напрежение ще бъде свързано последователно към основното комуникационно оборудване, причинявайки риск от повреда на основното оборудване.
Влияние на метода на охлаждане върху работната температура на захранването
Разсейването на топлината на захранването обикновено приема два метода: директна проводимост и конвекция. Директната топлопроводимост е преносът на топлинна енергия по протежение на обекта от края с висока температура към края с ниска температура и неговата способност за топлопроводимост е стабилна. Конвективната проводимост е процесът, при който температурата на течност или газ има тенденция да бъде равномерна чрез въртеливо движение. Тъй като конвективната проводимост включва енергийния процес, охлаждането е относително гладко.
Елементът на косата е монтиран върху металния радиатор и чрез екструдиране на горещата повърхност може да се прехвърля енергия от тела с висока и ниска енергия, а енергията, която може да бъде излъчена от радиатор с голяма площ, не е много. Този метод на топлопроводимост се нарича естествено охлаждане и има по-дълго време на забавяне на загубата на топлина. Количеството пренос на топлина Q=KA△t (коефициент на пренос на топлина K, площ на пренос на топлина, △t температурна разлика), ако вътрешната околна температура е висока, абсолютната стойност на △t ще бъде малка, тогава ефективността на разсейване на топлината при този метод за пренос на топлина ще бъде значително намалена.
Към захранването е добавен вентилатор за бързо извеждане на топлината, натрупана при преобразуването на енергия от захранването. Непрекъснатото подаване на въздух от вентилатора към радиатора може да се разглежда като конвективен пренос на енергия. Известен като вентилаторно охлаждане, този метод на охлаждане има кратко време на забавяне. Разсейване на топлина Q=Km△t (K коефициент на топлопреминаване, m качество на топлопреминаване на въздуха, △t температурна разлика), след като скоростта на вентилатора намалее или спре, стойността на m ще намалее бързо и топлината, акумулирана в захранването ще бъде трудно за разсейване, което значително ще увеличи скоростта на стареене на електронните компоненти като кондензатори и трансформатори в захранването и ще повлияе на стабилността на тяхното качество на изхода, което в крайна сметка ще доведе до изгаряне на компоненти и повреда на оборудването.
