Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Kommunikationsschaltnetzteilversorgung?
Der Hauptbestandteil des Kommunikationsschaltnetzteils ist ein Hochfrequenz-Schaltgleichrichter, der mit der Entwicklung der Theorie und Technologie der Leistungselektronik sowie der Leistungselektronikgeräte allmählich reift. Der Gleichrichter nutzt die Soft-Switching-Technologie, der Stromverbrauch wird geringer, die Temperatur ist niedriger, das Volumen und das Gewicht werden erheblich reduziert und die Gesamtqualität und Zuverlässigkeit werden kontinuierlich verbessert. Aber jedes Mal, wenn die Umgebungstemperatur um 10 Grad steigt, verkürzt sich die Lebensdauer der Hauptstromkomponenten um 50 Prozent. Der Grund für einen so schnellen Rückgang des Lebens liegt in Temperaturschwankungen. Ermüdungsversagen, das durch verschiedene mikro- und makromechanische Spannungskonzentrationen, ferromagnetische Materialien und andere Teile verursacht wird, führt unter der kontinuierlichen Einwirkung wechselnder Belastungen während des Betriebs zu verschiedenen Arten von inneren Mikrodefekten. Daher ist die Gewährleistung einer effektiven Wärmeableitung der Ausrüstung eine notwendige Voraussetzung für die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Ausrüstung.
Zusammenhang zwischen Betriebstemperatur und Zuverlässigkeit und Lebensdauer leistungselektronischer Komponenten
Das Netzteil ist eine Art elektrische Energieumwandlungsanlage. Während des Umwandlungsprozesses muss etwas elektrische Energie verbraucht werden, die elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt und freigesetzt. Stabilität und Alterungsgeschwindigkeit elektronischer Bauteile hängen eng mit der Umgebungstemperatur zusammen. Leistungselektronische Komponenten bestehen aus einer Vielzahl von Halbleitermaterialien. Da der Leistungsverlust der Komponenten durch ihre eigene Erwärmung abgeführt wird, führt der Wärmezyklus mehrerer Materialien mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zu erheblichen Spannungen und kann sogar zu einem sofortigen Bruch und Komponentenversagen führen. Wenn das Leistungselement längere Zeit unter anormalen Temperaturbedingungen betrieben wird, kommt es zu Ermüdungserscheinungen, die zum Bruch führen können. Aufgrund der thermischen Ermüdungslebensdauer von Halbleitern ist es erforderlich, dass sie in einem relativ stabilen und niedrigen Temperaturbereich arbeiten.
Gleichzeitig führt der schnelle Wechsel von Wärme und Kälte vorübergehend zu einem Halbleiter-Temperaturunterschied, der zu thermischer Belastung und Thermoschock führt. Die Bauteile sind thermisch-mechanischen Belastungen ausgesetzt und bei zu großen Temperaturunterschieden kommt es zu Spannungsrissen in unterschiedlichen Materialteilen der Bauteile. vorzeitiger Komponentenausfall. Dies erfordert auch, dass die Leistungskomponenten in einem relativ stabilen Betriebstemperaturbereich arbeiten, starke Temperaturänderungen reduzieren, um die Auswirkungen von thermischen Spannungsschocks zu eliminieren und den langfristig zuverlässigen Betrieb der Komponenten sicherzustellen.
Einfluss der Arbeitstemperatur auf die Isolationskapazität des Transformators
Nachdem die Primärwicklung des Transformators mit Strom versorgt wird, fließt der von der Spule erzeugte magnetische Fluss im Eisenkern. Da der Eisenkern selbst ein Leiter ist, wird in einer Ebene senkrecht zur Magnetkraftlinie ein induziertes Potential erzeugt und im Querschnitt des Eisenkerns wird eine geschlossene Schleife gebildet, um Strom zu erzeugen, der als „Wirbel“ bezeichnet wird. . Dieser „Wirbelstrom“ erhöht den Verlust des Transformators und erhöht den Temperaturanstieg des Kernheiztransformators des Transformators. Der durch „Wirbelstrom“ verursachte Verlust wird „Eisenverlust“ genannt. Darüber hinaus muss der im Transformator verwendete Kupferdraht gewickelt werden. Diese Kupferdrähte haben einen Widerstand. Wenn der Strom fließt, verbraucht der Widerstand eine bestimmte Energiemenge und dieser Teil des Verlusts wird als Wärme verbraucht. Dieser Verlust wird „Kupferverlust“ genannt. Daher sind Eisenverluste und Kupferverluste die Hauptgründe für den Temperaturanstieg des Transformators.
Wenn die Betriebstemperatur des Transformators steigt, führt dies unweigerlich zu einer Alterung der Spule. Wenn die Isolationsleistung abnimmt, wird die Schlagfestigkeit gegenüber Netzstrom geschwächt. Wenn es zu diesem Zeitpunkt zu einem Blitzeinschlag oder einem Stromstoß kommt, führt die hohe Sperrspannung auf der Primärseite des Transformators dazu, dass der Transformator kaputt geht und die Stromversorgung ungültig wird. Gleichzeitig wird Hochspannung in Reihe mit den Hauptkommunikationsgeräten verbunden, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Hauptgeräte besteht.
Einfluss der Kühlmethode auf die Betriebstemperatur des Netzteils
Die Wärmeableitung des Netzteils erfolgt im Allgemeinen auf zwei Arten: Direktleitung und Konvektionsleitung. Unter direkter Wärmeleitung versteht man die Übertragung von Wärmeenergie entlang des Objekts vom Hochtemperaturende zum Niedertemperaturende, und seine Wärmeleitungsfähigkeit ist stabil. Konvektive Leitung ist der Prozess, bei dem die Temperatur einer Flüssigkeit oder eines Gases durch Rotationsbewegungen gleichmäßiger wird. Da es sich bei der konvektiven Leitung um den Stromprozess handelt, erfolgt die Kühlung relativ gleichmäßig.
Das Haarelement ist auf dem Metallkühlkörper installiert, und durch Extrudieren der heißen Oberfläche kann Energie von Körpern mit hoher und niedriger Energie übertragen werden, und die Energie, die von einem großflächigen Kühlkörper abgestrahlt werden kann, ist nicht viel. Diese Wärmeleitungsmethode wird als natürliche Kühlung bezeichnet und hat eine längere Verzögerungszeit für den Wärmeverlust. Die Menge der Wärmeübertragung Q=KA△t (Wärmeübertragungskoeffizient K, Wärmeübertragungsfläche A, Temperaturdifferenz △t). Wenn die Umgebungstemperatur im Innenbereich hoch ist, ist der Absolutwert von △t klein Die Wärmeableitungsleistung dieser Wärmeübertragungsmethode wird stark reduziert.
Um die bei der Energieumwandlung entstehende Wärme schnell aus dem Netzteil abzuführen, wird dem Netzteil ein Lüfter hinzugefügt. Die kontinuierliche Luftzufuhr des Lüfters zum Kühlkörper kann als konvektive Energieübertragung angesehen werden. Diese als Lüfterkühlung bekannte Kühlmethode weist eine kurze Verzögerungszeit auf. Wärmeableitung Q=Km△t (K-Wärmeübertragungskoeffizient, m Wärmeübertragungsluftqualität, △t Temperaturunterschied). Sobald die Lüftergeschwindigkeit abnimmt oder stoppt, nimmt der Wert von m schnell ab und die Wärme wird in gespeichert Das Netzteil wird schwer abzuleiten sein, was die Alterungsgeschwindigkeit elektronischer Komponenten wie Kondensatoren und Transformatoren im Netzteil erheblich erhöht und die Stabilität ihrer Ausgangsqualität beeinträchtigt, was schließlich zum Durchbrennen der Komponenten und zum Geräteausfall führt.
