ตัวระบายความร้อนของโมดูลกำลัง · คำอธิบายทางเทคนิค
ความต้านทานความร้อนของฮีตซิงค์: สิ่งที่ค่าความต้านทานนี้พิสูจน์ได้และพิสูจน์ไม่ได้
ค่าความต้านทานความร้อนของฮีตซิงค์เป็นวิธีที่กระชับในการอธิบายการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสำหรับอัตราการไหลของความร้อนและเงื่อนไขการทดสอบที่กำหนดไว้ แม้จะมีประโยชน์ แต่ค่านี้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเซมิคอนดักเตอร์กำลังจะยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดอุณหภูมิที่กำหนด ผู้ซื้อยังจำเป็นต้องทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสูญเสียของอุปกรณ์ เส้นทางการถ่ายเทความร้อนทั้งหมด สภาพแวดล้อมรอบข้าง การไหลของอากาศ ทิศทาง และการติดตั้ง.
บทความนี้อธิบายวิธีอ่านค่าความต้านทานความร้อนจากตัวระบายความร้อนสู่สภาพแวดล้อม และขอบเขตความน่าเชื่อถือของค่าดังกล่าว บทความนี้ไม่คำนวณตัวระบายความร้อนที่ได้รับการอนุมัติสำหรับ SCR ไดโอด หรือ SSR ชนิดใดชนิดหนึ่ง และไม่เปลี่ยนหน้า RITOKS ระดับตระกูลให้กลายเป็นหลักฐานทางความร้อนที่สอดคล้องกับรุ่นเฉพาะ.
สรุปการตัดสินใจซื้อ
| ข้อมูลสำหรับตัดสินใจ | ผู้ซื้อต้องยืนยัน | หลักฐานที่จำเป็น |
|---|---|---|
| เส้นทางความร้อน | จุดอ้างอิงสองจุดใดที่การจัดอันดับนี้เชื่อมโยงกัน | ค่า Rθ และหน่วยที่ระบุไว้อย่างชัดเจน |
| ปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้า | การสูญเสียพลังงานของอุปกรณ์ในกรณีที่เลวที่สุดภายใต้สภาวะการทำงานจริง | เส้นโค้งหรือสูตรที่แสดงการสูญเสียของอุปกรณ์อย่างแม่นยำ |
| สิ่งแวดล้อม | สภาพแวดล้อมภายใน, การไหลของอากาศ, ความสูง และแหล่งความร้อนในบริเวณใกล้เคียง | เงื่อนไขการทดสอบและข้อมูลเกี่ยวกับการลดกำลัง |
| การประกอบ | แผ่นฐาน, วัสดุเชื่อมต่อ, ความเรียบ และแรงกดในการติดตั้ง | คู่มือการติดตั้งอย่างละเอียด |
| ขีดจำกัดอุณหภูมิ | อุณหภูมิที่อนุญาตของจุดต่อหรือตัวเครื่อง พร้อมด้วยค่าเผื่อในการออกแบบ | ข้อมูลเซมิคอนดักเตอร์ที่แม่นยำ |
เริ่มจากความหมายของค่าความต้านทานความร้อน
ความต้านทานความร้อนแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับความร้อน 1 วัตต์ที่ผ่านเส้นทางที่กำหนด ดังนั้น ค่าความต้านทานความร้อนจากตัวระบายความร้อนถึงอุณหภูมิแวดล้อมจึงเกี่ยวข้องกับตัวระบายความร้อนและอากาศรอบข้างเท่านั้น และไม่จำเป็นต้องเป็นค่าความต้านทานความร้อนจากจุดต่อถึงอุณหภูมิแวดล้อมของชุดเซมิคอนดักเตอร์ที่ติดตั้งอยู่เสมอไป ให้ระบุจุดอ้างอิงทั้งสองจุดทุกครั้งเมื่อแสดงค่าตัวเลข.
ค่าที่ต่ำกว่าโดยทั่วไปจะแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิน้อยลงต่อวัตต์ เมื่อการเปรียบเทียบใช้คำนิยามและเงื่อนไขที่เหมือนกัน การเปรียบเทียบตัวเลขสองค่านั้นไม่ปลอดภัย หากค่าหนึ่งถูกวัดด้วยระบบลมบังคับ ส่วนอีกค่าหนึ่งถูกวัดด้วยระบบการพาความร้อนตามธรรมชาติ หรือเมื่อทิศทางและจุดอ้างอิงอุณหภูมิของทั้งสองค่าแตกต่างกัน.
สร้างห่วงโซ่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างครบถ้วน
เส้นทางทั้งหมดอาจรวมถึงความต้านทานจากจุดต่อถึงตัวเรือนภายในสารกึ่งตัวนำ ความต้านทานจากตัวเรือนถึงตัวระบายความร้อนผ่านพื้นผิวต่อกัน และความต้านทานจากตัวระบายความร้อนถึงอุณหภูมิแวดล้อม ให้คูณความต้านทานแต่ละตัวที่เกี่ยวข้องด้วยปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านส่วนนั้น แล้วนำค่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องมาบวกกับอุณหภูมิอ้างอิงที่กำหนดไว้.
ไม่ทุกใบข้อมูลทางเทคนิคจะแสดงเส้นทางความร้อนในลักษณะเดียวกัน บางชุดประกอบมีแผ่นฐานหรือตัวกระจายความร้อนรวมอยู่ด้วย บางชุดระบุขีดจำกัดอุณหภูมิของตัวเครื่องแทนการคำนวณจุดต่อที่ครบถ้วน ให้ปฏิบัติตามวิธีการของผู้ผลิตอย่างเคร่งครัด และอย่าเพิ่มตัวแปรที่ใช้จุดอ้างอิงที่ไม่สอดคล้องกัน.
อ่านเงื่อนไขการทดสอบที่อยู่ข้างตัวเลข
ประสิทธิภาพของตัวระบายความร้อนจะเปลี่ยนแปลงไปตามทิศทาง การจัดระยะระหว่างครีบ ความเร็วของอากาศ ความเรียบของพื้นผิว และวิธีการที่ความร้อนเข้าสู่ฐาน ตัวเลขประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนแบบธรรมชาติจะขึ้นอยู่กับอย่างมากว่าช่องครีบจะอนุญาตให้อากาศร้อนลอยขึ้นได้อย่างอิสระหรือไม่ ตัวเลขที่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับเงื่อนไขการทดสอบถือเป็นหลักฐานการซื้อที่ไม่ครบถ้วน.
ข้อมูลระบบระบายอากาศแบบบังคับต้องระบุปริมาณการไหลของอากาศหรือความเร็วของอากาศ รวมถึงวิธีการวัด ปริมาณการไหลของอากาศที่วัดจากป้ายข้อมูลของพัดลมโดยไม่มีการจำกัด ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าปริมาณการไหลดังกล่าวจะเท่ากันเมื่อผ่านตู้ที่มีโหลด ท่ออากาศ หรือกลุ่มครีบ การสูญเสียความดันและการหมุนเวียนอากาศสามารถลดประสิทธิภาพการทำความเย็นที่ใช้งานได้จริง.
รวมตัวนำความร้อน
การสัมผัสระหว่างฐานของสารกึ่งตัวนำกับตัวระบายความร้อนไม่สมบูรณ์ ความเรียบของพื้นผิว ความหยาบของพื้นผิว สิ่งปนเปื้อน แผ่นฉนวน จาระบี และแรงยึดติด มีผลต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิระหว่างตัวเครื่องกับตัวระบายความร้อน ส่วนต่อสัมผัสต้องได้รับการออกแบบและประกอบตามคำแนะนำที่ระบุไว้อย่างชัดเจนสำหรับอุปกรณ์และวัสดุนั้นๆ.
อย่าสมมติว่าการเพิ่มสารประกอบเข้าไปมากขึ้นจะช่วยให้การถ่ายเทความร้อนดีขึ้นเสมอไป วัสดุที่มากเกินไปอาจทำให้ความหนาของชั้นต่อประสานเพิ่มขึ้น และแผ่นฉนวนไฟฟ้าอาจเพิ่มค่าความต้านทานความร้อนได้ ให้บันทึกส่วนต่อประสานที่เลือกไว้เป็นส่วนหนึ่งของรายการวัสดุ แทนที่จะถือว่ามันเป็นความชอบของผู้ติดตั้ง.
แยกการให้คะแนนออกจากหลักฐาน
ค่าการระบายความร้อนที่เผยแพร่เป็นข้อมูลหนึ่งในกระบวนการออกแบบทางความร้อน การพิสูจน์ต้องอาศัยการคำนวณที่สามารถติดตามได้ โดยใช้ค่าการสูญเสียและขีดจำกัดของอุปกรณ์ที่แม่นยำ ตามด้วยการตรวจสอบที่จำเป็นสำหรับชุดประกอบจริง ควรบันทึกจุดวัด ค่าโหลด สภาพแวดล้อม และเวลาที่ระบบเสถียร.
ผลลัพธ์นี้ใช้ได้กับการตั้งค่าที่ได้รับการทดสอบ การเปลี่ยนแปลงระบบระบายอากาศของตู้อุปกรณ์ ระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ ทิศทางการติดตั้ง หรือประเภทของสารกึ่งตัวนำ อาจทำให้ต้องทำการคำนวณใหม่ ภาพถ่ายของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยวิธีอัดรีดขนาดใหญ่ ไม่สามารถเทียบเท่ากับเส้นทางการถ่ายเทความร้อนที่ได้รับการบันทึกไว้.
จัดทำแฟ้มหลักฐานก่อนการอนุมัติ
สร้างใบตรวจสอบหนึ่งใบสำหรับรหัสสั่งซื้อตัวระบายความร้อนของโมดูลกำลังที่เสนอไว้ ใส่ข้อมูลโครงการลงในคอลัมน์หนึ่ง และหลักฐานจากผู้จัดหาลงในคอลัมน์อีกคอลัมน์หนึ่ง ให้เก็บรักษาหน้า เอกสารแบบแปลน กราฟ และตารางที่ใช้ในการตัดสินใจไว้อย่างครบถ้วน รวมถึงวันที่แก้ไขหรือวันที่เรียกใช้ หน้าหมวดหมู่สามารถกำหนดบริบทของกลุ่มผลิตภัณฑ์ได้ แต่การให้คะแนนหรือการอ้างอิงความเชื่อมโยงที่แม่นยำต้องสามารถติดตามกลับไปยังการกำหนดค่าที่เสนอราคาได้.
Check that every accepted value describes the same orderable item. For a heatsink quotation, match the drawing, mounting footprint, airflow conditions and thermal-resistance evidence to the same quoted configuration. Do not combine a family maximum from one variant, a drawing from another and an optional feature from a third. Mark unresolved fields explicitly instead of allowing them to disappear in the commercial quotation.
การควบคุมการเปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการจัดหา
ให้บันทึกการขอใบเสนอราคาอยู่ในสถานะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าผู้จัดหาจะตอบกลับ หากมีการเปลี่ยนแปลงในด้านโหลด แรงดันไฟฟ้า สภาพแวดล้อม อัตราการทำงาน ตัวเครื่อง วิธีระบายความร้อน หรือกำลังไฟฟ้าที่ต้องการ ให้ออกบันทึกฉบับแก้ไขและขอให้ผู้จัดหาแต่ละรายยืนยันตัวเลือกอีกครั้ง มิฉะนั้น ใบเสนอราคาสองฉบับอาจดูคล้ายกัน แต่กลับตอบสนองต่อข้อกำหนดทางเทคนิคที่แตกต่างกัน.
ผลิตภัณฑ์ทดแทนที่เสนอมาต้องผ่านเกณฑ์การพิจารณาหลักฐานเดิมอีกครั้ง การมีขนาดที่ตรงกัน ภาพผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน หรือคะแนนหัวข้อข่าวที่เท่ากันนั้นยังไม่เพียงพอ ผลิตภัณฑ์ทดแทนต้องสามารถตอบสนองฟังก์ชันและเงื่อนไขที่กำหนดได้ด้วยเอกสารประกอบที่ถูกต้องและครบถ้วนของตนเอง.
ข้อผิดพลาดที่มักเกิดขึ้นในการจัดซื้อ
- การเลือกตัวระบายความร้อนของโมดูลกำลังจากคะแนนหลักหนึ่ง โดยไม่กำหนดบริบทการใช้งาน.
- การใช้เส้นโค้ง แผนภาพเทอร์มินัล หรือข้อมูลประสิทธิภาพจากรุ่นที่ใกล้เคียง.
- การเปรียบเทียบข้อมูลในสภาพอากาศเปิด ข้อมูลค่ามาตรฐาน หรือข้อมูลค่าสูงสุดของระบบ กับจุดทำงานของระบบ.
- การถือว่าอุปกรณ์เสริมและฟังก์ชันของระบบเป็นส่วนที่ชัดเจนจากชื่อผลิตภัณฑ์.
- การอนุมัติการเปลี่ยนตัวโดยไม่เปิดการพิจารณาหลักฐานทางเทคนิคใหม่.
อย่าเปรียบเทียบค่าความต้านทานความร้อนระหว่างซิงค์กับอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่วัดด้วยอัตราการไหลของอากาศหรือทิศทางของครีบที่แตกต่างกัน ให้รักษาการสูญเสียความร้อนของสารกึ่งตัวนำ ความต้านทานที่จุดต่อ และอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่ทางเข้าให้อยู่ในบทวิเคราะห์ความร้อนเดียวกัน ความยาวของตัวนำความร้อนเพียงอย่างเดียวไม่ใช่หลักฐานที่แสดงถึงประสิทธิภาพ.
วิธีเปรียบเทียบข้อเสนอจากผู้จัดหา
| จุดเปรียบเทียบ | หลักฐานที่จำเป็น | อย่ารับ |
|---|---|---|
| คำนิยาม | จุดอ้างอิงและค่า °C/W หรือ K/W ที่ระบุไว้ | ค่า “ประสิทธิภาพทางความร้อน” ที่ไม่ระบุชื่อ |
| การพาความร้อน | ได้ระบุสภาพการไหลของอากาศแบบธรรมชาติหรือแบบบังคับแล้ว | คาดว่าจำนวนผู้ชมจะเพียงพอ |
| แหล่งความร้อน | พื้นที่ติดตั้งที่แม่นยำและเงื่อนไขการป้อนความร้อน | โมดูลใดก็ตามที่ใช้ฐานเดียวกัน |
| การติดตั้ง | มีคู่มือการใช้งานและคู่มือเกี่ยวกับความดัน | การสัมผัสแบบแห้ง หรือการหล่อลื่นตามความเหมาะสม |
| การตรวจสอบความถูกต้อง | ตรวจสอบอุณหภูมิของชุดประกอบภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่กำหนด | วัดอุณหภูมิหรือทดสอบแบบไม่มีโหลดเป็นระยะเวลาสั้นๆ |
ให้ปรับข้อมูลของทุกข้อเสนอเกี่ยวกับตัวระบายความร้อนของโมดูลพลังงานให้สอดคล้องกับบันทึกการใช้งานเดียวกัน เก็บรักษาข้อมูลการแก้ไขเอกสาร เงื่อนไขการทดสอบ และคำถามที่ยังไม่ได้รับคำตอบไว้ข้างๆ แต่ละค่า ข้อเสนออาจยังคงมีความน่าสนใจทางการค้าแม้จะยังไม่สมบูรณ์ทางเทคนิค แต่หลักฐานที่ขาดหายไปต้องยังคงปรากฏให้เห็นจนกว่าจะได้รับการแก้ไข.
กระบวนการตัดสินใจ
- ระบุชนิดของสารกึ่งตัวนำอย่างแม่นยำ และวิธีการคำนวณการสูญเสียในกรณีที่เลวที่สุด.
- กำหนดอุณหภูมิแวดล้อมภายในสูงสุดและอุณหภูมิอุปกรณ์ที่อนุญาต.
- ระบุทุกช่วงความต้านทานความร้อนพร้อมจุดอ้างอิงที่ตรงกัน.
- เลือกตัวระบายความร้อนตามทิศทางที่ต้องการและสภาพการไหลของอากาศ.
- ระบุวัสดุของพื้นผิวและวิธีการติดตั้ง.
- ตรวจสอบระบบที่ประกอบเสร็จแล้วภายใต้เงื่อนไขโหลดและสภาพแวดล้อมที่กำหนด.
ระบุชนิดของเซมิคอนดักเตอร์อย่างแม่นยำและค่าการสูญเสียของมันที่ระดับการทำงานที่ต้องการ จากนั้นกำหนดอุณหภูมิของตัวเรือนหรือจุดต่อที่อนุญาต และอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมสูงสุดที่ทางเข้าของฮีตซิงค์ ขอค่าความต้านทานของฮีตซิงค์ภายใต้เงื่อนไขการพาความร้อนหรือการไหลของอากาศที่ต้องการ และตรวจสอบส่วนต่อสัมผัสอย่างแยกต่างหาก.
รายการตรวจสอบการเตรียมเอกสารขอเสนอราคา (RFQ)
A useful RFQ for a power module heatsink is concise enough to answer and complete enough to prevent silent assumptions. Identify unknown values as questions and require an exact orderable code rather than a generic family recommendation.
- แบบจำลองเซมิคอนดักเตอร์ที่แม่นยำและพื้นที่ติดตั้ง
- การสูญเสียพลังงานและรอบการทำงานในกรณีที่เลวร้ายที่สุด
- ค่าความต้านทานความร้อนจากอ่างล้างถึงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่จำเป็น
- สภาพอากาศธรรมชาติหรือสภาพอากาศที่มีการระบายอากาศแบบบังคับ
- ทิศทาง, พื้นที่ปิด และอุณหภูมิภายใน
- วัสดุของอินเทอร์เฟซและข้อกำหนดในการติดตั้ง
- แบบวาด, เงื่อนไขการทดสอบ, จำนวน และจุดหมายปลายทาง
ขอข้อมูลเกี่ยวกับฉบับล่าสุดของใบข้อมูลทางเทคนิค (datasheet) และขอบเขตของการรับรอง ความเข้ากันได้ หรือคำกล่าวอ้างเกี่ยวกับประสิทธิภาพ บันทึกปริมาณและจุดหมายปลายทางหลังจากข้อมูลทางเทคนิค เพื่อให้เงื่อนไขทางการค้าไม่ทำให้คำถามทางวิศวกรรมที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขถูกบดบัง.
เงื่อนไขการหยุดก่อนการปล่อยคำสั่ง
อย่าปล่อยคำสั่งซื้อออกไปหากข้อมูลป้อนเข้าที่สำคัญของระบบยังไม่ชัดเจน แบบที่อ้างอิงมีความคลุมเครือ การจัดอันดับที่จำเป็นได้รับการสนับสนุนเพียงจากเอกสารของผู้ผลิตอื่น หรือเงื่อนไขการติดตั้งอยู่นอกขอบเขตของข้อมูลที่มีอยู่ สิ่งเหล่านี้เป็นช่องว่างทางวิศวกรรม ไม่ใช่รายละเอียดด้านการบรรณาธิการ.
บันทึกการอนุมัติควรระบุไว้ว่าสิ่งที่ถูกเลือกนั้นทำหน้าที่อะไร สิ่งใดอยู่นอกขอบเขตของมัน และเอกสารใดบ้างที่สนับสนุนการตัดสินใจนี้อย่างชัดเจน หากมีการเปลี่ยนแปลงในคำขอหรือผู้สมัคร ให้เปิดการตรวจสอบที่เกี่ยวข้องขึ้นใหม่ แทนที่จะนำข้อสรุปเดิมมาใช้ต่อ.
คำถามที่มักถูกถาม
ตัวระบายความร้อนที่มีค่า 1 °C/W จะทำให้อุณหภูมิของอุปกรณ์ทุกชิ้นสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม 1 °C หรือไม่?
ไม่ครับ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิขึ้นอยู่กับกระแสความร้อน เส้นทางความร้อนที่กำหนดไว้ และทุกความต้านทานเพิ่มเติมในระบบ.
สามารถเปรียบเทียบ °C/W และ K/W ได้โดยตรงหรือไม่?
สำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิ ขนาดเชิงตัวเลขของทั้งสองนั้นเท่ากัน แต่เส้นทางและเงื่อนไขการทดสอบยังคงต้องตรงกัน.
ตัวระบายความร้อนที่มีขนาดใหญ่กว่าจะมีค่าเรตติ้งต่ำกว่าเสมอหรือไม่?
ไม่เสมอไปครับ รูปทรงเรขาคณิต ความมีประสิทธิภาพของครีบ การไหลของอากาศ ทิศทาง และการกระจายความร้อน ล้วนมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพ.
ผลิตภัณฑ์และคำแนะนำที่เกี่ยวข้องของ RITOKS
ใช้ลิงก์เหล่านี้เป็นบันทึกประเภทและผลิตภัณฑ์ที่แยกกัน ลิงก์ตามบริบทนี้ไม่รับประกันว่าสามารถใช้แทนกันได้ ความเข้ากันได้ หรือการรวมระบบที่ได้รับการอนุมัติ.
หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ตัวระบายความร้อนสำหรับโมดูลกำลัง
ตัวระบายความร้อนของโมดูลกำลังทำจากอลูมิเนียม
ตัวระบายความร้อนแบบลมบังคับ SF สำหรับโมดูลกำลัง
คู่มือการเลือกตัวระบายความร้อน SSR
เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค
แหล่งข้อมูลจากผู้ผลิตหลักเหล่านี้สนับสนุนเพียงแนวคิดทั่วไปที่ระบุไว้ด้านล่างเท่านั้น ค่าของผลิตภัณฑ์ แผนภาพ และการรับรองจากผู้ผลิตดังกล่าวไม่สามารถนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ของ RITOKS ได้.
OMRON, ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับรีเลย์แบบโซลิดสเตต
สนับสนุนการกำหนดค่าความต้านทานความร้อน และความจำเป็นในการปรับให้เหมาะสมกับประสิทธิภาพของตัวระบายความร้อน รวมถึงวิธีการติดตั้งและสภาพการรับโหลด ค่าของรุ่น OMRON ไม่สามารถนำไปใช้กับตัวระบายความร้อน RITOKS ได้.
OMRON, ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยของรีเลย์แบบโซลิดสเตต
เน้นให้คำนึงถึงพื้นผิวการติดตั้ง ส่วนติดต่อความร้อน และสภาพแวดล้อมรอบข้าง ไม่รับรองการประกอบ RITOKS.
ขอการตรวจสอบแบบจำลองที่แม่นยำ
ส่งข้อกำหนดการสมัคร คำถามเกี่ยวกับเอกสารที่จำเป็น จำนวน และจุดหมายปลายทาง ผ่านแบบฟอร์มติดต่อของ RITOKS การขอใบเสนอราคา (RFQ) จำเป็นต้องมีการตรวจสอบรุ่นที่ถูกต้อง; คู่มือนี้ไม่อนุมัติการออกแบบระบบสายไฟ การติดตั้ง หรือการแทนที่อัตโนมัติ.