Wpływ temperatury na wydajność i żywotność zasilaczy impulsowych do komunikacji
Głównym elementem zasilacza impulsowego komunikacyjnego jest prostownik impulsowy wysokiej częstotliwości, który stopniowo rozwijał się i dojrzewał wraz z rozwojem teorii i technologii energoelektroniki oraz urządzeń energoelektronicznych. Prostownik wykorzystujący technologię miękkiego przełączania zmniejszył zużycie energii, obniżył temperaturę, znacznie zmniejszył objętość i wagę oraz stale poprawiał ogólną jakość i niezawodność. Jednakże, gdy temperatura otoczenia wzrośnie o 10 stopni, żywotność głównych komponentów zasilających zmniejsza się o 50 procent. Powodem tak szybkiego spadku długości życia są zmiany temperatury. Uszkodzenia zmęczeniowe spowodowane różnymi koncentracjami naprężeń mikro i makromechanicznych, materiałami ferromagnetycznymi i innymi komponentami zainicjują różnego rodzaju mikrodefekty wewnętrzne pod ciągłym działaniem zmiennego naprężenia podczas pracy. Dlatego zapewnienie efektywnego odprowadzania ciepła przez sprzęt jest warunkiem koniecznym zapewnienia jego niezawodności i żywotności.
Zależność temperatury pracy od niezawodności i żywotności elementów energoelektronicznych
Zasilacz to urządzenie do konwersji energii elektrycznej, które zużywa pewną ilość energii elektrycznej podczas procesu konwersji, która następnie jest przekształcana w ciepło i uwalniana. Stabilność i szybkość starzenia się elementów elektronicznych są ściśle powiązane z temperaturą otoczenia. Elementy energoelektroniczne składają się z różnych materiałów półprzewodnikowych. Ze względu na to, że straty elementów mocy podczas pracy są rozpraszane przez ich własne nagrzewanie, cykle termiczne różnych materiałów o różnych współczynnikach rozszerzalności, które są ze sobą powiązane, mogą powodować znaczne naprężenia, a nawet mogą prowadzić do chwilowego pęknięcia, prowadzącego do awarii elementu . Jeśli element napędowy działa przez długi czas w nienormalnych warunkach temperaturowych, spowoduje to zmęczenie, które doprowadzi do pęknięcia. Ze względu na trwałość zmęczeniową cieplną półprzewodników wymagana jest ich praca w stosunkowo stabilnym i niskim zakresie temperatur.
Jednocześnie szybkie zmiany temperatury na zimno i na gorąco spowodują chwilową różnicę temperatur w półprzewodnikach, powodując naprężenia termiczne i szok termiczny. Spraw, aby element wytrzymywał naprężenia cieplno-mechaniczne, a gdy różnica temperatur jest zbyt duża, może powodować pęknięcia naprężeniowe w różnych częściach materiałowych komponentu. Przedwczesna awaria komponentów. Wymaga to również, aby komponenty mocy działały w stosunkowo stabilnym zakresie temperatur roboczych, redukując gwałtowne zmiany temperatury, aby wyeliminować wpływ szoku termicznego i zapewnić długoterminową niezawodną pracę komponentów.
Wpływ temperatury pracy na pojemność izolacyjną transformatorów
Po zasileniu uzwojenia pierwotnego transformatora strumień magnetyczny generowany przez cewkę przepływa przez żelazny rdzeń. Ze względu na to, że żelazny rdzeń sam w sobie jest przewodnikiem, indukowana siła elektromotoryczna generowana jest w płaszczyźnie prostopadłej do linii pola magnetycznego, tworząc na przekroju żelaznego rdzenia obwód zamknięty i generując prąd, zwany „wirem” aktualny". Ten „prąd wirowy” zwiększa straty transformatora i zwiększa wzrost temperatury transformatora w wyniku nagrzania żelaznego rdzenia. Straty spowodowane przez „prądy wirowe” nazywane są „stratami żelaza”. Ponadto przewody miedziane stosowane w transformatorach wymagają nawinięcia. Te miedziane druty mają opór, który zużywa pewną ilość energii, gdy przepływa przez nie prąd. Strata ta zamienia się w ciepło i jest zużywana, co nazywa się „stratą miedzi”. Zatem straty żelaza i miedzi są głównymi przyczynami wzrostu temperatury podczas pracy transformatora.
