Wpływ temperatury na wydajność i żywotność zasilacza impulsowego komunikacyjnego
Głównym elementem przełączającego zasilacza komunikacyjnego jest prostownik przełączający wysokiej częstotliwości, który stopniowo dojrzewa wraz z rozwojem teorii i technologii energoelektroniki oraz urządzeń energoelektronicznych. Prostowniki wykorzystujące technologię miękkiego przełączania charakteryzują się mniejszym poborem mocy, niższymi temperaturami, znaczną redukcją objętości i masy oraz ciągłą poprawą ogólnej jakości i niezawodności. Jednak za każdym razem, gdy temperatura otoczenia wzrasta o 10 stopni, żywotność głównych podzespołów zasilających zmniejsza się o 50%. Przyczyną tak szybkiego spadku życia są zmiany temperatury. Uszkodzenia zmęczeniowe spowodowane koncentracją różnych mikro i makro naprężeń mechanicznych, materiałów ferromagnetycznych i innych części powodują powstawanie różnego rodzaju mikrodefektów wewnętrznych pod ciągłym działaniem zmiennego naprężenia podczas pracy. Dlatego zapewnienie skutecznego odprowadzania ciepła ze sprzętu jest warunkiem koniecznym zapewnienia niezawodności i żywotności sprzętu.
Zależność temperatury pracy od niezawodności i trwałości elementów energoelektronicznych
Zasilacz to urządzenie do konwersji energii elektrycznej, które zużywa pewną ilość energii elektrycznej podczas procesu konwersji, a ta energia elektryczna jest przekształcana w ciepło i uwalniana. Stabilność pracy i szybkość starzenia elementów elektronicznych są ściśle powiązane z temperaturą otoczenia. Elementy energoelektroniczne składają się z różnych materiałów półprzewodnikowych. Ponieważ utrata elementów mocy podczas pracy jest rozpraszana przez ich własne ciepło, cykl termiczny wielu materiałów o różnych współczynnikach rozszerzalności powoduje bardzo znaczne naprężenia, a nawet może prowadzić do natychmiastowego pęknięcia i awarii elementu. Jeśli elementy mocy będą pracować przez dłuższy czas w nienormalnych warunkach temperaturowych, nastąpi zmęczenie, które doprowadzi do pęknięć. Ze względu na trwałość zmęczeniową cieplną półprzewodników wymagana jest ich praca w stosunkowo stabilnym i niskim zakresie temperatur.
Jednocześnie szybkie zmiany temperatury i zimna spowodują chwilową różnicę temperatur w półprzewodniku, co spowoduje naprężenie termiczne i szok termiczny. Elementy poddawane są obciążeniom termiczno-mechanicznym. Gdy różnica temperatur jest zbyt duża, w różnych częściach materiałowych elementu powstają pęknięcia naprężeniowe. powodując przedwczesną awarię podzespołów. Wymaga to również, aby komponenty mocy pracowały w stosunkowo stabilnym zakresie temperatur roboczych, aby ograniczyć gwałtowne zmiany temperatury, wyeliminować wpływ szoku termicznego i zapewnić długoterminową niezawodną pracę komponentów.
Wpływ temperatury pracy na pojemność izolacyjną transformatora
Po zasileniu uzwojenia pierwotnego transformatora strumień magnetyczny generowany przez cewkę przepływa w żelaznym rdzeniu. Ponieważ sam żelazny rdzeń jest przewodnikiem, indukowany potencjał elektryczny zostanie wygenerowany w płaszczyźnie prostopadłej do magnetycznych linii siły, tworząc zamkniętą pętlę na przekroju poprzecznym żelaznego rdzenia i generując prąd, który nazywa się „wirem”. . Ten „prąd wirowy” zwiększa straty transformatora i zwiększa wzrost temperatury transformatora grzewczego rdzenia transformatora. Straty spowodowane przez „prądy wirowe” nazywane są „stratami żelaza”. Ponadto przewody miedziane stosowane w transformatorze muszą być nawinięte. Te przewody miedziane mają opór. Kiedy prąd przepływa, rezystancja pobierze pewną ilość energii. Ta część strat jest zamieniana na ciepło i zużywana. Strata ta nazywana jest „stratą miedzi”. Dlatego też straty żelaza i miedzi są głównymi przyczynami wzrostu temperatury podczas pracy transformatora.
