¿Cuál es el efecto de la temperatura en la fuente de alimentación conmutada de comunicación?
El componente principal de la fuente de alimentación de conmutación de comunicación es un rectificador de conmutación de alta frecuencia, que madura gradualmente con el desarrollo de la teoría y la tecnología de la electrónica de potencia y los dispositivos electrónicos de potencia. El rectificador adopta tecnología de conmutación suave, el consumo de energía se vuelve más pequeño, la temperatura es más baja, el volumen y el peso se reducen considerablemente, y la calidad y confiabilidad general se mejoran continuamente. Pero cada vez que la temperatura ambiente aumenta 10 grados, la vida útil de los principales componentes de energía se reduce en un 50 por ciento. La razón de una disminución tan rápida de la vida se debe a los cambios de temperatura. Las fallas por fatiga causadas por varias concentraciones de tensión micro y macro mecánica, materiales ferromagnéticos y otras partes iniciarán varios tipos de micro defectos internos bajo la acción continua de la tensión alterna durante la operación. Por lo tanto, asegurar la disipación de calor efectiva del equipo es una condición necesaria para asegurar la confiabilidad y vida útil del equipo.
Relación entre la temperatura de funcionamiento y la fiabilidad y la vida útil de los componentes electrónicos de potencia
La fuente de alimentación es un tipo de equipo de conversión de energía eléctrica. Durante el proceso de conversión, necesita consumir algo de energía eléctrica, y la energía eléctrica se convierte en calor y se libera. La estabilidad y la velocidad de envejecimiento de los componentes electrónicos están estrechamente relacionadas con la temperatura ambiente. Los componentes electrónicos de potencia se componen de una variedad de materiales semiconductores. Dado que la pérdida de los componentes de energía se disipa por su propio calentamiento, el ciclo térmico de múltiples materiales con diferentes coeficientes de expansión causará una tensión muy significativa e incluso puede conducir a la fractura instantánea y la falla del componente. Si el elemento de potencia funciona en condiciones de temperatura anormales durante mucho tiempo, causará fatiga que conducirá a la fractura. Debido a la vida de fatiga térmica de los semiconductores, se requiere que funcionen en un rango de temperatura relativamente estable y bajo.
Al mismo tiempo, el cambio rápido de calor y frío generará temporalmente una diferencia de temperatura del semiconductor, lo que provocará estrés térmico y choque térmico. Los componentes están sujetos a tensión termomecánica y, cuando la diferencia de temperatura es demasiado grande, se producen grietas por tensión en diferentes partes materiales de los componentes. falla prematura de componentes. Esto también requiere que los componentes de potencia funcionen en un rango de temperatura de operación relativamente estable, reduzcan el cambio brusco de temperatura, para eliminar el impacto del choque térmico y garantizar la operación confiable a largo plazo de los componentes.
Influencia de la temperatura de trabajo en la capacidad de aislamiento del transformador
Después de que se energiza el devanado primario del transformador, el flujo magnético generado por la bobina fluye en el núcleo de hierro. Dado que el núcleo de hierro en sí mismo es un conductor, se generará un potencial inducido en un plano perpendicular a la línea de fuerza magnética y se formará un circuito cerrado en la sección transversal del núcleo de hierro para generar corriente, lo que se denomina "vórtice". . Esta "corriente de Foucault" aumenta la pérdida del transformador y aumenta el aumento de temperatura del transformador de calefacción del núcleo del transformador. La pérdida causada por la "corriente de Foucault" se denomina "pérdida de hierro". Además, el cable de cobre utilizado en el transformador debe enrollarse. Estos alambres de cobre tienen resistencia. Cuando fluye la corriente, la resistencia consumirá una cierta cantidad de energía y esta parte de la pérdida se consumirá como calor. Esta pérdida se denomina "pérdida de cobre". Por lo tanto, la pérdida de hierro y la pérdida de cobre son las principales razones del aumento de temperatura del transformador.
A medida que aumenta la temperatura de trabajo del transformador, inevitablemente hará que la bobina envejezca. Cuando su rendimiento de aislamiento disminuye, la resistencia al impacto contra la red eléctrica se debilitará. En este momento, si hay un rayo o una sobrecarga de energía eléctrica, el alto voltaje inverso en el lado primario del transformador romperá el transformador y anulará la fuente de alimentación. Al mismo tiempo, se conectará alto voltaje en serie al equipo de comunicación principal, lo que provocará el riesgo de daño al equipo principal.
Efecto del método de refrigeración sobre la temperatura de funcionamiento de la fuente de alimentación
La disipación de calor de la fuente de alimentación generalmente adopta dos métodos: conducción directa y conducción por convección. La conducción directa de calor es la transferencia de energía térmica a lo largo del objeto desde el extremo de alta temperatura hasta el extremo de baja temperatura, y su capacidad de conducción de calor es estable. La conducción convectiva es el proceso en el que la temperatura de un líquido o gas tiende a ser uniforme a través del movimiento rotatorio. Dado que la conducción convectiva implica el proceso de potencia, el enfriamiento es relativamente suave.
El elemento de cabello se instala en el disipador de calor de metal y, al extruir la superficie caliente, la energía se puede transferir desde cuerpos de alta y baja energía, y la energía que puede irradiar un disipador de calor de área grande no es mucha. Este método de conducción de calor se llama enfriamiento natural y tiene un tiempo de retraso más largo para la pérdida de calor. La cantidad de transferencia de calor Q=KA△t (coeficiente de transferencia de calor K, área de transferencia de calor A, diferencia de temperatura △t), si la temperatura ambiente interior es alta, el valor absoluto de △t será pequeño, entonces el rendimiento de disipación de calor de este método de transferencia de calor se reducirá considerablemente.
Se agrega un ventilador a la fuente de alimentación para descargar rápidamente el calor acumulado en la conversión de energía fuera de la fuente de alimentación. El suministro continuo de aire del ventilador al disipador de calor se puede considerar como transferencia de energía por convección. Conocido como enfriamiento por ventilador, este método de enfriamiento tiene un tiempo de demora breve. Disipación de calor Q=Km△t (coeficiente de transferencia de calor K, calidad del aire de transferencia de calor m, diferencia de temperatura △t), una vez que la velocidad del ventilador disminuye o se detiene, el valor de m disminuirá rápidamente y el calor acumulado en la fuente de alimentación será difícil de disipar, lo que aumentará en gran medida la velocidad de envejecimiento de los componentes electrónicos, como condensadores y transformadores en la fuente de alimentación y afectará la estabilidad de su calidad de salida, lo que eventualmente provocará el agotamiento de los componentes y la falla del equipo.
