تأثير درجة الحرارة على أداء وعمر الاتصالات تحويل إمدادات الطاقة
المكون الرئيسي لإمدادات الطاقة بتبديل الاتصالات هو مقوم التبديل عالي التردد، والذي تطور ونضج تدريجيًا مع تطور نظرية وتكنولوجيا إلكترونيات الطاقة بالإضافة إلى أجهزة الطاقة الإلكترونية. لقد أدى المقوم الذي يستخدم تقنية التبديل الناعمة إلى تقليل استهلاك الطاقة، وخفض درجة الحرارة، وتقليل الحجم والوزن بشكل كبير، وتحسين الجودة والموثوقية بشكل مستمر. ومع ذلك، كلما زادت درجة الحرارة المحيطة بمقدار 10 درجات، انخفض عمر مكونات الطاقة الرئيسية بنسبة 50 بالمائة. السبب وراء هذا الانخفاض السريع في العمر يرجع كله إلى التغيرات في درجات الحرارة. سيؤدي فشل التعب الناتج عن تركيزات الإجهاد الميكانيكي الجزئي والكلي المختلفة والمواد المغناطيسية والمكونات الأخرى إلى ظهور أنواع مختلفة من العيوب الداخلية الدقيقة في ظل العمل المستمر للضغط المتناوب أثناء التشغيل. لذلك، يعد ضمان التبديد الفعال للحرارة للمعدات شرطًا ضروريًا لضمان موثوقيتها وعمرها الافتراضي.
العلاقة بين درجة حرارة التشغيل وموثوقية وعمر المكونات الإلكترونية للطاقة
مصدر الطاقة هو جهاز تحويل الطاقة الكهربائية الذي يستهلك بعض الطاقة الكهربائية أثناء عملية التحويل، والتي يتم بعد ذلك تحويلها إلى حرارة وإطلاقها. يرتبط استقرار المكونات الإلكترونية ومعدل تقادمها ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة البيئية. تتكون المكونات الإلكترونية للطاقة من مواد شبه موصلة مختلفة. نظرًا لحقيقة أن فقدان مكونات الطاقة أثناء التشغيل يتم تبديده عن طريق تسخينها، فإن التدوير الحراري للمواد المختلفة ذات معاملات التمدد المختلفة، والمترابطة، يمكن أن يسبب إجهادًا كبيرًا وقد يؤدي حتى إلى كسر لحظي، مما يؤدي إلى فشل المكونات . إذا كان مكون الطاقة يعمل في ظل ظروف درجة حرارة غير طبيعية لفترة طويلة، فسوف يسبب التعب الذي يؤدي إلى الكسر. نظرًا لعمر الكلال الحراري لأشباه الموصلات، فمن الضروري أن تعمل ضمن نطاق درجة حرارة مستقر ومنخفض نسبيًا.
وفي الوقت نفسه، فإن التغيرات السريعة الباردة والساخنة سوف تولد مؤقتا اختلافا في درجات الحرارة في أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى الإجهاد الحراري والصدمة الحرارية. جعل المكون يتحمل الإجهاد الميكانيكي الحراري، وعندما يكون فرق درجة الحرارة كبيرًا جدًا، يمكن أن يتسبب ذلك في حدوث تشققات إجهاد في أجزاء مادية مختلفة من المكون. الفشل المبكر للمكونات. ويتطلب ذلك أيضًا أن تعمل مكونات الطاقة ضمن نطاق درجة حرارة تشغيل مستقر نسبيًا، مما يقلل التغيرات الحادة في درجات الحرارة للتخلص من تأثير صدمة الإجهاد الحراري وضمان التشغيل الموثوق به على المدى الطويل للمكونات.
تأثير درجة حرارة العمل على قدرة العزل للمحولات
بعد تنشيط الملف الأولي للمحول، يتدفق التدفق المغناطيسي الناتج عن الملف عبر القلب الحديدي. ونظرًا لكون قلب الحديد نفسه موصلًا، تتولد قوة دافعة كهربائية مستحثة في مستوى متعامد مع خط المجال المغناطيسي، مما يشكل دائرة مغلقة على المقطع العرضي لقلب الحديد ويولد تيارًا، يُعرف باسم "الدوامة" حاضِر". وهذا "التيار الدوامي" يزيد من فقد المحول ويزيد من ارتفاع درجة حرارة المحول بسبب تسخين قلب الحديد. الخسارة الناجمة عن "التيار الدوامي" تسمى "فقد الحديد". بالإضافة إلى ذلك، يجب لف الأسلاك النحاسية المستخدمة في المحولات. تتمتع هذه الأسلاك النحاسية بمقاومة تستهلك قدرًا معينًا من الطاقة عندما يتدفق التيار من خلالها. ويصبح هذا الفقد حرارة ويتم استهلاكه، وهو ما يسمى "فقد النحاس". لذا فإن فقد الحديد والنحاس هو السبب الرئيسي لارتفاع درجة الحرارة أثناء تشغيل المحولات.
