- •А.В. Муратов, а.В. Башкиров
- •Учебное пособие
- •Воронежский государственный технический университет а.В. Муратов, а.В. Башкиров
- •Введение
- •1 Классификация источников вторичного электропитания…………………………………………………………………
- •3 Связь миниатюризации с обеспечением тепловых режимов источников электропитания………………………………..
- •Приложение…………………………………………………………………….. Список литературы……………………………………………………………..
- •3.2. Конструкторско-технологические проблемы миниатюризации ивэп
- •3.3 Предельные возможности и ограничения миниатюризации источников вторичного электропитания
- •3.3.1 Ограничения значения кпд
- •3.3.2 Оценка предельных возможностей миниатюризации ивэп
- •4. Особенности обеспечения теплового режима различных конструкций и типов источников вторичного электропитания
- •4.1. Особенности обеспечения теплового режима импульсных источников питания
- •4.2. Особенности обеспечения теплового режима микроэлектронных источников вторичного электропитания
- •4.3 Особенности обеспечения теплового режима источников вторичного электропитания персональных эвм
- •4.4 Особенности обеспечения теплового режима высоковольтных источников вторичного электропитания
- •5. Обеспечение заданного теплового режима модулей источников вторичного электропитания
- •5.1. Ориентировочный выбор способа охлаждения на ранней стадии проектирования
- •5.2. Расчет теплового режима блока источника электропитания при естественном конвективном теплообмене
- •Степень черноты различных поверхностей
- •Т (46)еплофизические параметры сухого воздуха
- •5.3. Этапы проведения расчета теплового режима ивэп, в различном конструктивном исполнении, при естественном конвективном теплообмене
- •5.4. Методика проведения расчета стационарного блока при принудительном охлаждении
- •5.5. Методика проведения расчета радиаторов
- •6. Выбор элементов, для которых необходим подробный тепловой расчет
- •7. Методы оценки тепловых режимов ивэп
- •Учебное издание
- •Обеспечение тепловых режимов вторичных источников питания радиоэлектронных средств
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.3.2 Оценка предельных возможностей миниатюризации ивэп
Возможности миниатюризации блока электропитания определяются либо требуемой поверхностью теплоотвода, либо суммарным конструктивным объемом элементов [4].
Если при конструировании и производстве ИВЭП применяется гибридно-пленочная технология или малогабаритные мощные транзисторные сборки, то объем мощного преобразовательного устройства определяется только рассеиваемой мощностью и условиями теплообмена.
Д
(1)
П
(2)
Т
(3)
У
(4)
Изменение условий теплоотвода, определяющее поверхность Sт 0, влияет количественно на удельную мощность, но общие закономерности сохраняются. По результатам компоновки элементов преобразователя можно вычислить минимальную площадь основания корпуса, необходимую для плотного размещения всех деталейSосн=abи «габаритный» объем корпусаVг=hSосн. Из вышесказанного можно сделать вывод, что минимальный объем определяется большим значением изVтилиVг.
Максимально достижимая мощность блока вторичного питания равна отношению его выходной мощности к окончательно определенному объему VтилиVг.
Другой подход к оценке удельной мощности ИВЭП заключается [4] в предельной миниатюризации конструкции, не обеспечивая теплоотводящую поверхность корпуса, необходимую для теплообмена, то есть создается конструкция, для которой Vт<Vг. Такую конструкцию можно легко реализовать для устройств непрерывного действия, поэтому все полупроводниковые силовые микросхемы имеют малый объем корпуса, но требуют дополнительной теплоотводящей поверхности.
Возможность получения конструкции, для которой Vт<Vг, появилась и для блоков вторичного электропитания ключевого принципа действия при использовании малогабаритных силовых МДП-транзисторов, диодов Шотки, специализированных микросхем управления, осуществлении преобразовательных процессов в резонансных схемах, работающих на частотах в сотни килогерц. Следует отметить, что подобная конструктивная миниатюризация не сопровождается заметным повышением КПД, так как уменьшению статических потерь соответствует увеличение частотных потерь.
При заданных условиях теплоотвода и перегреве уменьшение поверхности корпуса Sтпри неизменном КПД означает уменьшение допустимой выходной мощности, то есть практически не изменяет удельную мощность ИВЭП.
В любых условиях эксплуатации при естественном воздушном охлаждении теплоотводящая поверхность корпуса недостаточно для обеспечения его температуры не выше 85°С. Необходимо или уменьшить мощность потерь, то есть уменьшить мощность в нагрузке или улучшить условия теплообмена с окружающей средой путем обдува, установки корпуса на радиатор. Во всех случаях удельная мощность будет конструкции будет меньше 100 Вт/дм3и в общем виде близка к значению, определяемому (4) [4].