Kokia yra temperatūros įtaka ryšio perjungimo maitinimo šaltiniui
Pagrindinis ryšio komutuojamojo maitinimo šaltinio komponentas yra aukšto dažnio perjungimo lygintuvas, kuris palaipsniui bręsta tobulėjant galios elektronikos teorijai ir technologijoms bei galios elektroniniams prietaisams. Lygintuvas naudoja minkštą perjungimo technologiją, energijos suvartojimas tampa mažesnis, temperatūra yra žemesnė, tūris ir svoris labai sumažėja, o bendra kokybė ir patikimumas nuolat gerėja. Tačiau kiekvieną kartą, kai aplinkos temperatūra pakyla 10 laipsnių, pagrindinių galios komponentų tarnavimo laikas sutrumpėja 50 procentų. Tokio spartaus gyvenimo mažėjimo priežastis yra temperatūros pokyčiai. Nuovargio gedimas, atsirandantis dėl įvairių mikro ir makro mechaninių įtempių koncentracijų, feromagnetinių medžiagų ir kitų dalių, sukels įvairių tipų vidinius mikro defektus, nuolat veikiant kintamam įtempimui eksploatacijos metu. Todėl efektyvaus įrangos šilumos išsklaidymo užtikrinimas yra būtina sąlyga siekiant užtikrinti įrangos patikimumą ir tarnavimo laiką.
Ryšys tarp veikimo temperatūros ir galios elektroninių komponentų patikimumo bei eksploatavimo trukmės
Maitinimo šaltinis yra tam tikra elektros energijos konvertavimo įranga. Konversijos metu ji turi sunaudoti šiek tiek elektros energijos, o elektros energija paverčiama šiluma ir išsiskiria. Elektroninių komponentų stabilumas ir senėjimo greitis yra glaudžiai susiję su aplinkos temperatūra. Galios elektroniniai komponentai yra sudaryti iš įvairių puslaidininkinių medžiagų. Kadangi galios komponentų nuostoliai yra išsklaidyti dėl jų pačių šildymo, kelių medžiagų su skirtingais plėtimosi koeficientais terminis ciklas sukels labai didelį įtempį ir netgi gali sukelti momentinį lūžį ir komponentų gedimą. Jei maitinimo elementas ilgą laiką eksploatuojamas nenormaliomis temperatūrinėmis sąlygomis, tai sukels nuovargį, dėl kurio gali lūžti. Dėl puslaidininkių terminio nuovargio trukmės reikalaujama, kad jie veiktų gana stabiliame ir žemos temperatūros diapazone.
Tuo pačiu metu greitas šilumos ir šalčio pasikeitimas laikinai sukels puslaidininkių temperatūrų skirtumą, kuris sukels šiluminį įtampą ir terminį šoką. Komponentai yra veikiami terminio-mechaninio įtempimo, o esant per dideliam temperatūrų skirtumui, įvairiose komponentų dalyse susidaro įtempių įtrūkimai. priešlaikinis komponento gedimas. Tam taip pat reikia, kad galios komponentai veiktų gana stabiliame darbinės temperatūros diapazone, sumažintų staigų temperatūros pokytį, kad būtų pašalintas šiluminio streso smūgio poveikis ir būtų užtikrintas ilgalaikis patikimas komponentų veikimas.
Darbinės temperatūros įtaka transformatoriaus izoliacijos galiai
Įjungus pirminę transformatoriaus apviją, ritės generuojamas magnetinis srautas teka geležinėje šerdyje. Kadangi pati geležies šerdis yra laidininkas, magnetinei jėgos linijai statmenoje plokštumoje bus sukurtas indukuotas potencialas, o geležinės šerdies skerspjūvyje bus suformuota uždara kilpa srovei generuoti, kuri vadinama „sūkuriu“. . Ši „sūkurinė srovė“ padidina transformatoriaus nuostolius ir padidina transformatoriaus šerdies šildymo transformatoriaus temperatūros kilimą. „Sūkurinės srovės“ sukeliami nuostoliai vadinami „geležies nuostoliais“. Be to, transformatoriuje naudojamą varinę vielą reikia suvynioti. Šie variniai laidai turi atsparumą. Tekant srovei varža sunaudos tam tikrą energijos kiekį, o ši nuostolių dalis bus sunaudota kaip šiluma. Šis praradimas vadinamas „vario nuostoliu“. Todėl geležies ir vario nuostoliai yra pagrindinės transformatoriaus temperatūros kilimo priežastys.
Didėjant transformatoriaus darbinei temperatūrai, tai neišvengiamai sukels ritės senėjimą. Sumažėjus jo izoliacijos charakteristikoms, susilpnėja atsparumas smūgiams tinklo maitinimui. Šiuo metu žaibo smūgio ar tinklo įtampos šuolių atveju, esant aukštai atvirkštinei įtampai pirminėje transformatoriaus pusėje, transformatorius sugadins ir maitinimas bus netinkamas. Tuo pačiu metu aukšta įtampa bus nuosekliai prijungta prie pagrindinės ryšio įrangos, todėl kyla pavojus sugadinti pagrindinę įrangą.
Aušinimo būdo įtaka maitinimo šaltinio darbinei temperatūrai
Maitinimo šaltinio šilumos išsklaidymas paprastai taikomas dviem būdais: tiesioginio laidumo ir konvekcinio laidumo. Tiesioginis šilumos laidumas yra šilumos energijos perdavimas išilgai objekto nuo aukštos temperatūros galo iki žemos temperatūros galo, o jo šilumos laidumas yra stabilus. Konvekcinis laidumas yra procesas, kurio metu skysčio ar dujų temperatūra sukamuoju judesiu tampa vienoda. Kadangi konvekcinis laidumas apima maitinimo procesą, aušinimas yra gana sklandus.
Plaukų elementas montuojamas ant metalinio aušintuvo, o išspaudžiant karštą paviršių energija gali būti pernešta iš didelės ir mažos energijos kūnų, o energijos, kurią gali išspinduliuoti didelio ploto aušintuvas, nėra daug. Šis šilumos laidumo būdas vadinamas natūraliu aušinimu ir turi ilgesnį šilumos nuostolių uždelsimo laiką. Šilumos perdavimo kiekis Q=KA△t (K šilumos perdavimo koeficientas, A šilumos perdavimo plotas, △t temperatūros skirtumas), jei patalpos aplinkos temperatūra aukšta, absoliuti reikšmė △t bus maža, tada šio šilumos perdavimo būdo šilumos išsklaidymo efektyvumas labai sumažės.
Prie maitinimo šaltinio pridedamas ventiliatorius, kuris greitai pašalina energijos konversijos metu susikaupusią šilumą iš maitinimo šaltinio. Nuolatinis ventiliatoriaus oro tiekimas į aušintuvą gali būti laikomas konvekciniu energijos perdavimu. Šis aušinimo būdas, žinomas kaip ventiliatorius, turi trumpą delsos laiką. Šilumos išsklaidymas Q=Km△t (K šilumos perdavimo koeficientas, m šilumos perdavimo oro kokybė, △t temperatūros skirtumas), ventiliatoriaus greičiui sumažėjus arba sustojus, m reikšmė greitai mažės, o šiluma kaupiasi maitinimo šaltinį bus sunku išsklaidyti, o tai labai padidins elektroninių komponentų, tokių kaip kondensatoriai ir transformatoriai, senėjimo greitį maitinimo šaltinyje ir paveiks jų išvesties kokybės stabilumą, o tai galiausiai sukels komponentų perdegimą ir įrangos gedimą.
