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[导读]有没有想过人们对电路过热引起的电涌引起的爆炸以及电器损坏甚至火灾的后果的反应?人们在身体、情感和心理上受到创伤的方式促使电力行业的专家将注意力集中在分析电力行为上。这样,可以防止此类损坏,如果可能的话,可以通过适当的热管理消除此类损坏。

有没有想过人们对电路过热引起的电涌引起的爆炸以及电器损坏甚至火灾的后果的反应?人们在身体、情感和心理上受到创伤的方式促使电力行业的专家将注意力集中在分析电力行为上。这样,可以防止此类损坏,如果可能的话,可以通过适当的热管理消除此类损坏。

电子在通过导体和半导体时会产生大量热量,它们会对电路的最终性能产生负面影响。最大的障碍是由微电子的实现引起的,它与散热不太好相处。近几十年来,电子设备的功率密度显着增加。减小器件尺寸的趋势增加了电子电路内的热问题。因此,功率器件中的温度管理仍然是一个极其关键的因素。审查技术和方法以更好地管理与系统热方面相关的问题变得至关重要。

电气设备正常工作时产生热量是正常的。因为电流通过导体,由于电阻存在而发热;导磁材料由于磁滞和涡流作用通过变化的磁场时发热;绝缘材料由于泄漏电流增加也可能导致温度升高。这些发热在正确设计、正确施工、正常运行时,其温度是被控制在一定范围内,一般不会产生危害。但设备过热就要酿成事故。

电气设备的热分析是确保系统稳定性不可或缺的步骤。对于小型化和高性能设备而言,这一点更为重要。热分析通常计算工作条件的范围和零件之间的热传导。设计人员研究热空气路径以避免电路中出现气穴。热量可以通过风扇的强制对流和自然对流来消散。电子能量转换电路的功能取决于设计者的计算。热仿真是设计师的绝佳盟友。它可以帮助他们设计原型,而无需实际构建机械和电子部件。小细节的存在会对最终电路产生很大的影响。

高温:负面影响

温度会改变电气和电子元件的可靠性和耐用性。设备故障几乎总是由热问题引起的。电路中温度的升高会导致设备过早老化,而低温可能有利于冷凝的形成,有损坏设备和腐蚀的风险。功率和高温形成了密不可分的组合。在每个系统中,一小部分功率转化为未使用的热量。电源电路、逆变器、转换器、斩波器、电源就是这种情况,其中会产生大量热量,尤其是在设计不当的情况下。

如果功率器件的设计具有出色的结构标准、符合法规、遵循操作限制、使用快速开关元件和低散热,则系统将在更低的温度下以更高的效率工作。电路中高温的最大问题之一是效率降低。一般来说,高温是集成电路和电子元件的大敌。高温不仅使系统工作不稳定,而且会降低部件的平均寿命,从而导致其劣化。

夏季是功率器件过热问题的关键时期。散热不好一般是由于灰尘、风扇问题和风道堵塞造成的。保护电路会降低最终性能甚至停止操作。工作温度不仅取决于电路的功能,还取决于使用地点。理想的情况是凉爽通风的环境,但这通常是不可能的。内部和外部温度之间需要适当的平衡。

即使功率器件的性能非常高,产生的热量也总是过多。一个例子澄清了任何疑问:假设我们正在使用一个效率为 98% 的十 (10) kW 逆变器。是一款良品率高的设备。两 (2)% 的能量(等于 200 W)在未使用的热量中损失了,这个热功率代表了一个相当高的值。甚至设备容器上的温度也会影响效率的程度。如果它太高,电路必须降低其功率。在某些情况下,不可能使用所有可用的模块电源。

如何应对高温

在操作层面,用户应对设备进行简单的维护,如除尘、清洁风道等,以保证设备的正常运行。显然,系统必须设计为尽可能少地发热,因此,重点应该放在设计功率器件时要采取的一些预防措施。


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