چه چیزی منبع گرما در یک تنظیمکننده ولتاژ است
پیشگیران حرارت در یک تنظیمکننده ولتاژ از چندین جنبه ناشی میشود که همه آنها در حین عملکرد تنظیمکننده به تولید حرارت میانجامند. این عوامل شامل:
اتلاف مقاومتی
مقاومت داخلی: اجزای الکترونیکی موجود در تنظیمکننده ولتاژ، مانند ترانزیستورها، مقاومتها و خازنهای دارای مقاومت ذاتی هستند. زمانی که جریان از طریق این اجزا میگذرد، اتلاف مقاومتی رخ میدهد که متناسب با مجذور جریان (I^2R) است.
مقاومت سیم: سیمهایی که اجزای مختلف را به هم متصل میکنند نیز دارای مقاومت هستند و جریان میگذرد از طریق این سیمها اتلافهایی را تولید میکند.
اتلافهای تغییر وضعیت
عملیات تغییر وضعیت: در تنظیمکنندههای تغییر وضعیت، عناصر تغییر وضعیت (مانند MOSFETs یا IGBTs) در طول عملیات روشن و خاموش شدن اتلافهایی تولید میکنند. این اتلافها شامل اتلافهای روشن شدن و خاموش شدن هستند.
مدت زمان مرگ: در دوره انتقال بین حالات تغییر وضعیت (مدت زمان مرگ)، عناصر تغییر وضعیت نیز اتلافهایی تولید میکنند.
اتلافهای مغناطیسی
اتلافهای هسته: در تنظیمکنندههای ولتاژ که دارای ترانسفورماتورها یا القائیها هستند، هسته مغناطیسی اتلافهایی تولید میکند. این اتلافها شامل اتلافهای هیستریس و جریانهای پیچشی هستند.
اتلافهای پیچش: پیچشهای ترانسفورماتورها یا القائیها نیز اتلافهایی تولید میکنند، عمدتاً به دلیل مقاومت پیچشها.
اتلافهای رسانشی
عنصر تنظیم: در عناصر تنظیم (مانند ترانزیستورها در تنظیمکنندههای خطی)، اتلافهای رسانشی در حین رسانش عنصر رخ میدهند. این اتلافها به جریان میگذرد از طریق عنصر و مقاومت وضعیت روشن عنصر بستگی دارد.
اتلافهای بستهبندی
مواد بستهبندی: مواد بستهبندی (مانند قابهای پلاستیکی) میتوانند از تخلیه موثر حرارت جلوگیری کرده و باعث افزایش دماهای داخلی شوند.
مقاومت حرارتی: مقاومت حرارتی در مواد بستهبندی و در طول مسیر حرارتی بر روی رسانش حرارتی تأثیر میگذارد.
شرایط بار
عملیات با بار کامل: وقتی یک تنظیمکننده ولتاژ تحت شرایط بار کامل عمل میکند، جریانهای بالاتر از طریق اجزا میگذرد و منجر به اتلافهای قدرت بیشتر میشود.
تغییرات بار: تغییرات در شرایط بار میتوانند اتلافهای قدرت در داخل تنظیمکننده را تغییر دهند و وضعیت گرم شدن را تحت تأثیر قرار دهند.
شرایط محیطی
دمای محیط: دمای محیط بالاتر کارایی تخلیه حرارتی را کاهش میدهد و باعث افزایش دماهای داخلی میشود.
دوران هوا: دوران هوا ضعیف در اطراف تنظیمکننده ولتاژ میتواند تخلیه حرارتی را مختل کند.
مدیریت و کاهش منابع حرارتی
برای مدیریت و کاهش منابع حرارتی در تنظیمکنندههای ولتاژ، میتوان از اقدامات زیر استفاده کرد:
طراحی بهینه: انتخاب اجزای با اتلاف کم و بهینهسازی طراحی مدار برای کاهش اتلافهای مقاومتی و انواع دیگر اتلافها.
طراحی تخلیه حرارت: استفاده از پرهای حرارتی، فنها و دستگاههای خنککننده دیگر برای بهبود مدیریت حرارتی.
مدیریت بار: برنامهریزی صحیح بار برای جلوگیری از عملیات طولانی مدت با بار کامل.
کنترل محیطی: حفظ دماهای محیطی مناسب و اطمینان از تهویه خوب در اطراف تنظیمکننده ولتاژ.
مدارهای محافظ حرارتی: نصب مدارهای محافظ از گرم شدن یا سنسورهای دما که به صورت خودکار در صورتی که دماها از حدود ایمنی فراتر روند، تغذیه را قطع میکنند یا هشدار میدهند.
خلاصه
منابع حرارتی در تنظیمکنندههای ولتاژ شامل اتلافهای مقاومتی، اتلافهای تغییر وضعیت، اتلافهای مغناطیسی، اتلافهای رسانشی، اتلافهای بستهبندی، شرایط بار و شرایط محیطی هستند. با اتخاذ طرحهای مناسب، اجرای اقدامات تخلیه حرارت، مدیریت بار و کنترل محیط، این منابع حرارتی میتوانند مؤثر و مؤثرانه مدیریت و کاهش یابند و در نتیجه قابلیت اطمینان و طول عمر تنظیمکننده ولتاژ افزایش یابد.
