Efeito da temperatura no desempenho e na vida útil da fonte de alimentação de comutação de comunicação
O principal componente da fonte de alimentação de comutação de comunicação é o retificador de comutação de alta frequência, que amadureceu gradualmente com o desenvolvimento da teoria e tecnologia da eletrônica de potência e dos dispositivos eletrônicos de potência. Os retificadores que utilizam tecnologia de comutação suave apresentam menor consumo de energia, temperaturas mais baixas, reduções significativas de volume e peso e melhoria contínua na qualidade e confiabilidade geral. Mas cada vez que a temperatura ambiente aumenta 10 graus, a vida útil dos principais componentes de energia é reduzida em 50%. A razão para uma diminuição tão rápida na vida é devido às mudanças de temperatura. A falha por fadiga causada pela concentração de várias tensões micro e macro mecânicas, materiais ferromagnéticos e outras peças desenvolverá vários tipos de micro defeitos internos sob a ação contínua de tensões alternadas durante a operação. Portanto, garantir a dissipação efetiva de calor do equipamento é uma condição necessária para garantir a confiabilidade e vida útil do equipamento.
Relação entre temperatura operacional e confiabilidade e vida útil dos componentes eletrônicos de potência
Uma fonte de alimentação é um dispositivo de conversão de energia elétrica que consome alguma energia elétrica durante o processo de conversão, e essa energia elétrica é convertida em calor e liberada. A estabilidade de trabalho e a velocidade de envelhecimento dos componentes eletrônicos estão intimamente relacionadas à temperatura ambiente. Os componentes eletrônicos de potência são compostos de uma variedade de materiais semicondutores. Como a perda de potência dos componentes durante a operação é dissipada pelo seu próprio calor, o ciclo térmico de vários materiais com diferentes coeficientes de expansão causará tensões muito significativas e pode até levar à fratura instantânea e à falha dos componentes. Se os componentes de potência funcionarem sob condições de temperatura anormais por um longo período, ocorrerá fadiga que levará à fratura. Devido à vida de fadiga térmica dos semicondutores, é necessário que eles funcionem em uma faixa de temperatura relativamente estável e baixa.
Ao mesmo tempo, mudanças rápidas de calor e frio produzirão temporariamente uma diferença de temperatura no semicondutor, resultando em estresse térmico e choque térmico. Os componentes estão sujeitos a tensões termomecânicas. Quando a diferença de temperatura é muito grande, ocorrem trincas por tensão em diferentes partes materiais do componente. causando falha prematura do componente. Isto também exige que os componentes de energia funcionem dentro de uma faixa de temperatura operacional relativamente estável para reduzir mudanças rápidas de temperatura, eliminar o impacto do choque de tensão térmica e garantir uma operação confiável dos componentes a longo prazo.
Efeito da temperatura operacional na capacidade de isolamento do transformador
Depois que o enrolamento primário do transformador é energizado, o fluxo magnético gerado pela bobina flui no núcleo de ferro. Como o próprio núcleo de ferro é um condutor, um potencial elétrico induzido será gerado em um plano perpendicular às linhas de força magnética, formando um circuito fechado na seção transversal do núcleo de ferro e gerando uma corrente, que é chamada de "vórtice" . Esta "corrente parasita" aumenta a perda do transformador e aumenta o aumento da temperatura do transformador de aquecimento do núcleo do transformador. A perda causada pela "corrente parasita" é chamada de "perda de ferro". Além disso, os fios de cobre utilizados no transformador devem ser enrolados. Esses fios de cobre têm resistência. Quando a corrente flui, a resistência consumirá uma certa quantidade de energia. Essa parte da perda é convertida em calor e consumida. Essa perda é chamada de “perda de cobre”. Portanto, a perda de ferro e a perda de cobre são as principais causas do aumento de temperatura durante a operação do transformador.
