ผลกระทบของอุณหภูมิต่อแหล่งจ่ายไฟสลับการสื่อสารคืออะไร
ส่วนประกอบหลักของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งการสื่อสารคือวงจรเรียงกระแสสวิตชิ่งความถี่สูง ซึ่งจะค่อยๆ เติบโตพร้อมกับการพัฒนาทฤษฎีและเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง วงจรเรียงกระแสใช้เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่ง การใช้พลังงานน้อยลง อุณหภูมิลดลง ปริมาตรและน้ำหนักลดลงอย่างมาก และคุณภาพโดยรวมและความน่าเชื่อถือได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง แต่ทุกครั้งที่อุณหภูมิแวดล้อมเพิ่มขึ้น 10 องศา อายุการใช้งานของส่วนประกอบพลังงานหลักจะลดลง 50 เปอร์เซ็นต์ สาเหตุของการลดลงอย่างรวดเร็วของชีวิตนั้นเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความล้มเหลวของความล้าที่เกิดจากความเข้มข้นของความเครียดเชิงกลระดับจุลภาคและระดับมหภาค วัสดุเฟอร์โรแมกเนติก และชิ้นส่วนอื่นๆ จะทำให้เกิดข้อบกพร่องภายในระดับจุลภาคประเภทต่างๆ ภายใต้การกระทำต่อเนื่องของความเค้นสลับระหว่างการทำงาน ดังนั้นการทำให้มั่นใจได้ถึงการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพของอุปกรณ์จึงเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของอุปกรณ์
ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิในการทำงานกับความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
แหล่งจ่ายไฟเป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ในระหว่างกระบวนการแปลง จะต้องใช้พลังงานไฟฟ้าบางส่วน และพลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นความร้อนและปล่อยออกมา ความเสถียรและความเร็วในการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิแวดล้อม ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลังประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์หลายชนิด เนื่องจากการสูญเสียของส่วนประกอบกำลังไฟฟ้าจะกระจายไปโดยการให้ความร้อนของมันเอง วัฏจักรความร้อนของวัสดุหลายชนิดที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่างกันจะทำให้เกิดความเครียดอย่างมาก และอาจนำไปสู่การแตกหักในทันทีและส่วนประกอบล้มเหลว หากชิ้นส่วนพลังงานทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิผิดปกติเป็นเวลานาน จะทำให้เกิดการล้าจนนำไปสู่การแตกหักได้ เนื่องจากสารกึ่งตัวนำมีอายุความล้าเนื่องจากความร้อน จึงจำเป็นต้องทำงานในช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างคงที่และต่ำ
ในขณะเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความร้อนและความเย็นจะสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิเซมิคอนดักเตอร์ชั่วคราว ซึ่งจะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนและช็อกจากความร้อน ส่วนประกอบต่างๆ อยู่ภายใต้ความเค้นเชิงกลทางความร้อน และเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิมากเกินไป จะเกิดรอยร้าวจากความเค้นในชิ้นส่วนวัสดุต่างๆ ของส่วนประกอบ ความล้มเหลวของส่วนประกอบก่อนวัยอันควร นอกจากนี้ยังกำหนดให้ส่วนประกอบกำลังควรทำงานในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ค่อนข้างคงที่ ลดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของอุณหภูมิ เพื่อขจัดผลกระทบจากแรงกระแทกจากความร้อน และทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของส่วนประกอบที่เชื่อถือได้ในระยะยาว
อิทธิพลของอุณหภูมิในการทำงานต่อความสามารถในการเป็นฉนวนของหม้อแปลงไฟฟ้า
หลังจากขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงถูกกระตุ้น ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดจะไหลในแกนเหล็ก เนื่องจากแกนเหล็กเป็นตัวนำไฟฟ้า ศักย์เหนี่ยวนำจะถูกสร้างขึ้นบนระนาบที่ตั้งฉากกับเส้นแรงแม่เหล็ก และจะเกิดวงปิดขึ้นที่ส่วนตัดขวางของแกนเหล็กเพื่อสร้างกระแส ซึ่งเรียกว่า " กระแสน้ำวน" . "กระแสไหลวน" นี้จะเพิ่มการสูญเสียของหม้อแปลงและเพิ่มอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของแกนความร้อนของหม้อแปลง การสูญเสียที่เกิดจาก "กระแสไหลวน" เรียกว่า "การสูญเสียธาตุเหล็ก" นอกจากนี้ลวดทองแดงที่ใช้ในหม้อแปลงจะต้องมีการพัน สายทองแดงเหล่านี้มีความต้านทาน เมื่อกระแสไหล ความต้านทานจะใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง และการสูญเสียส่วนนี้จะถูกใช้เป็นความร้อน การสูญเสียนี้เรียกว่า "การสูญเสียทองแดง" ดังนั้นการสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียทองแดงจึงเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้อุณหภูมิของหม้อแปลงสูงขึ้น
เมื่ออุณหภูมิในการทำงานของหม้อแปลงสูงขึ้น จะทำให้ขดลวดมีอายุเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เมื่อประสิทธิภาพของฉนวนลดลง ความต้านทานแรงกระแทกต่อแหล่งจ่ายไฟหลักจะลดลง ในเวลานี้ หากมีฟ้าผ่าหรือไฟกระชาก แรงดันย้อนกลับสูงที่ด้านปฐมภูมิของหม้อแปลงจะทำให้หม้อแปลงพังและทำให้การจ่ายไฟไม่ถูกต้อง ในขณะเดียวกันไฟฟ้าแรงสูงจะต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์สื่อสารหลัก ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อความเสียหายของอุปกรณ์หลัก
ผลของวิธีการทำความเย็นต่ออุณหภูมิการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ
โดยทั่วไปการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟจะใช้สองวิธี: การนำโดยตรงและการนำความร้อน การนำความร้อนโดยตรงคือการถ่ายโอนพลังงานความร้อนไปตามวัตถุจากปลายที่มีอุณหภูมิสูงไปยังปลายที่มีอุณหภูมิต่ำ และความสามารถในการนำความร้อนจะคงที่ การนำความร้อนเป็นกระบวนการที่อุณหภูมิของของเหลวหรือก๊าซมีแนวโน้มที่จะสม่ำเสมอตลอดการเคลื่อนที่แบบหมุน เนื่องจากการนำความร้อนเกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตไฟฟ้า การระบายความร้อนจึงค่อนข้างราบรื่น
องค์ประกอบเส้นผมถูกติดตั้งบนฮีตซิงก์โลหะ และโดยการอัดพื้นผิวที่ร้อน พลังงานสามารถถ่ายโอนจากตัวพลังงานสูงและต่ำได้ และพลังงานที่สามารถแผ่ออกจากฮีตซิงก์ที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่นั้นมีไม่มาก วิธีการนำความร้อนนี้เรียกว่าการทำความเย็นตามธรรมชาติ และมีเวลาหน่วงนานกว่าสำหรับการสูญเสียความร้อน ปริมาณการถ่ายเทความร้อน Q=KA△t (ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน K, พื้นที่ถ่ายเทความร้อน A, △t ความแตกต่างของอุณหภูมิ) หากอุณหภูมิแวดล้อมภายในอาคารสูง ค่าสัมบูรณ์ของ △t จะน้อย จากนั้น ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของวิธีการถ่ายเทความร้อนนี้จะลดลงอย่างมาก
มีการเพิ่มพัดลมเข้ากับแหล่งจ่ายไฟเพื่อระบายความร้อนที่สะสมอยู่ในการแปลงพลังงานออกจากแหล่งจ่ายไฟอย่างรวดเร็ว การจ่ายลมอย่างต่อเนื่องของพัดลมไปยังฮีตซิงก์ถือเป็นการถ่ายเทพลังงานแบบพาความร้อน รู้จักกันในชื่อการระบายความร้อนด้วยพัดลม วิธีการระบายความร้อนนี้มีระยะเวลาหน่วงเวลาสั้น การกระจายความร้อน Q=Km△t (ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน K, คุณภาพอากาศถ่ายเทความร้อน m, △t ความแตกต่างของอุณหภูมิ) เมื่อความเร็วพัดลมลดลงหรือหยุดลง ค่าของ m จะลดลงอย่างรวดเร็ว และความร้อนที่สะสมใน แหล่งจ่ายไฟจะกระจายได้ยาก ซึ่งจะเพิ่มความเร็วในการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เช่น คาปาซิเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้าในแหล่งจ่ายไฟอย่างมาก และส่งผลต่อความเสถียรของคุณภาพเอาต์พุต ในที่สุดก็นำไปสู่การไหม้ของส่วนประกอบและอุปกรณ์ล้มเหลว
