Wat is de bron van warmte in een spanningregelaar?

De warmtebronnen in een spanningsregelaar komen voornamelijk uit verschillende aspecten, die allemaal bijdragen aan warmte-ontwikkeling tijdens het functioneren van de regelaar. Deze factoren omvatten:

Verlies door weerstand

• Interne weerstand: Elektronische componenten binnen de spanningsregelaar, zoals transistors, weerstanden en condensatoren, hebben inherente weerstand. Wanneer stroom door deze componenten loopt, ontstaan er verliezen door weerstand, die evenredig zijn met het kwadraat van de stroom (I^2R).

• Draadweerstand: De draden die verschillende componenten verbinden, hebben ook weerstand, en stroom die door deze draden loopt genereert verliezen.

Schakelverliezen

• Schakeloperaties: In schakelregelaars genereren schakelelementen (zoals MOSFETs of IGBTs) verliezen tijdens inschakelen en uitschakelen. Deze verliezen omvatten inschakelverliezen en uitschakelverliezen.

• Dead time: Tijdens de overgangsperiode tussen schakeltoestanden (dead time) genereren schakelelementen ook verliezen.

Magnetische verliezen

• Kernverliezen: In spanningsregelaars met transformatoren of spoelen genereert de magnetische kern verliezen. Deze verliezen omvatten hysteresisverliezen en vlammenkringverliezen.

• Spoelverliezen: De windingen van transformatoren of spoelen genereren ook verliezen, voornamelijk door de weerstand van de windingen.

Leidingverliezen

Regelend element: In regelende elementen (bijvoorbeeld transistors in lineaire regelaars) ontstaan leidingverliezen wanneer het element geleidt. Deze verliezen hangen af van de stroom die door het element loopt en de on-staat-weerstand van het element.

Verpakkingverliezen

• Verpakkingsmaterialen: Verpakkingsmaterialen (zoals plastic behuizingen) kunnen effectieve warmteafvoer belemmeren, waardoor de interne temperaturen stijgen.

• Thermische weerstand: Thermische weerstand in verpakkingsmaterialen en langs de thermische pad beïnvloedt de warmtegeleiding.

Belastingsomstandigheden

• Volledige belasting: Wanneer een spanningsregelaar werkt onder volledige belastingsomstandigheden, lopen hogere stromen door de componenten, wat leidt tot grotere vermogensverliezen.

• Belastingsvariaties: Veranderingen in belastingsomstandigheden kunnen de vermogensverliezen binnen de regelaar variëren, waardoor de verwarmingsituatie wordt beïnvloed.

Omgevingsomstandigheden

• Omgevingstemperatuur: Hogere omgevingstemperaturen verlagen de effectiviteit van warmteafvoer, waardoor de interne temperaturen stijgen.

• Luchtcirculatie:Slechte luchtcirculatie rond de spanningsregelaar kan warmteafvoer verstoren.

Beheer en verminderen van warmtebronnen

Om warmtebronnen in spanningsregelaars te beheren en te verminderen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:

• Geoptimaliseerde ontwerp: Selecteer componenten met weinig verliezen en optimaliseer het circuitontwerp om verliezen door weerstand en andere soorten verliezen te verminderen.

• Warmteafvoerontwerp: Gebruik koellichamen, ventilatoren en andere koelapparaten om de thermische beheersing te verbeteren.

• Belastingsbeheer: Plan de belasting goed om langdurige volledige belasting te voorkomen.

• Omgevingscontrole: Handhaaf geschikte omgevingstemperaturen en zorg voor goede ventilatie rond de spanningsregelaar.

• Thermische beschermingscircuits: Installeer overheidsbeschermingscircuits of temperatuursensoren die automatisch de stroom uitschakelen of alarmen activeren wanneer temperaturen veilige drempels overschrijden.

Samenvatting

De warmtebronnen in spanningsregelaars omvatten verliezen door weerstand, schakelverliezen, magnetische verliezen, leidingverliezen, verpakkingverliezen, belastingsomstandigheden en omgevingsomstandigheden. Door het toepassen van redelijke ontwerpen, het implementeren van warmteafvoermaatregelen, het beheren van belastingen en het controleren van de omgeving, kunnen deze warmtebronnen effectief worden beheerd en verminderd, waardoor de betrouwbaarheid en levensduur van de spanningsregelaar worden verhoogd.