تأثير درجة الحرارة على أداء وحياة لوازم وضع مفتاح الاتصالات
المكون الرئيسي لمصدر طاقة تبديل الاتصال هو مقوم التبديل عالي التردد ، والذي نضج تدريجياً مع تطوير نظرية إلكترونيات الطاقة والتكنولوجيا والأجهزة الإلكترونية للطاقة. أدى المقوم باستخدام تقنية التبديل الناعمة إلى تقليل استهلاك الطاقة ، وانخفاض درجة الحرارة ، وانخفاض حجم ووزن كبير ، وتحسين الجودة الكلية وموثوقية بشكل مستمر. ولكن كلما ترتفع درجة الحرارة المحيطة بمقدار 10 درجة ، تنخفض عمر مكونات الطاقة الرئيسية بنسبة 50 ٪. سبب الانخفاض السريع في العمر يرجع إلى التغيرات في درجة الحرارة. إن فشل التعب الناجم عن العديد من تركيزات الإجهاد الميكانيكي الجزئي والكلي ، والمواد المغناطيسية المجهرية والمكونات الأخرى سوف تطور أنواعًا مختلفة من العيوب الداخلية الصغيرة تحت الإجهاد المتناوب المستمر أثناء التشغيل. لذلك ، فإن ضمان تبديد الحرارة الفعال للمعدات هو شرط ضروري لضمان موثوقيته وعمره.
العلاقة بين درجة حرارة العمل وموثوقية وعمر المكونات الإلكترونية للطاقة
مصدر الطاقة هو جهاز تحويل الطاقة الكهربائية يستهلك بعض الطاقة الكهربائية أثناء عملية التحويل ، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى حرارة وإطلاقها. يرتبط معدل الاستقرار والشيخوخة للمكونات الإلكترونية ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة المحيطة. تتكون المكونات الإلكترونية للطاقة من مواد أشباه الموصلات المختلفة. نظرًا لحقيقة أن خسائر مكونات الطاقة أثناء التشغيل يتم تبديدها من خلال توليد الحرارة الخاصة بها ، فإن الدراجات الحرارية لمواد مختلفة مع معاملات تمدد مختلفة يمكن أن تسبب إجهادًا كبيرًا وحتى يؤدي إلى كسر فوري ، مما يؤدي إلى فشل مكون. إذا كانت مكونات الطاقة تعمل في ظل ظروف درجة حرارة غير طبيعية لفترة طويلة ، فسوف يتسبب ذلك في التعب الذي سيؤدي إلى كسر. نظرًا لعمر التعب الحراري لأشباه الموصلات ، يجب أن تعمل ضمن نطاق درجة حرارة مستقرة نسبيًا ومنخفضة.
في الوقت نفسه ، يمكن أن تخلق التغيرات السريعة في درجة الحرارة مؤقتًا فرقًا في درجة الحرارة في أشباه الموصلات ، مما يؤدي إلى الإجهاد الحراري والصدمة الحرارية. فضح المكونات للإجهاد الميكانيكي الحراري ، وعندما يكون اختلاف درجة الحرارة كبيرة جدًا ، قد تحدث تشققات الإجهاد في أجزاء مواد مختلفة من المكونات. تسبب الفشل المبكر للمكونات. يتطلب ذلك أيضًا أن تعمل مكونات الطاقة ضمن نطاق درجة حرارة مستقرة نسبيًا ، مما يقلل من التغيرات في درجة الحرارة السريعة للتخلص من تأثير الإجهاد الحراري وضمان تشغيل المكونات على المدى الطويل.
تأثير درجة حرارة العمل على قدرة العزل للمحولات
بعد تنشيط اللف الأساسي للمحول ، يتدفق التدفق المغناطيسي الناتج عن الملف عبر قلب الحديد. نظرًا لأن قلب الحديد نفسه هو موصل ، يتم إنشاء إمكانات مستحثة في مستوى عمودي على خطوط المجال المغناطيسي ، وتشكل حلقة مغلقة على المقطع العرضي لللبات الحديدية وتوليد التيار ، والذي يسمى "تيار الدوامة". يزيد هذا "تيار الدوامة" من خسائر المحول ويسبب تسخين قلب الحديد للمحول ، مما يؤدي إلى زيادة في ارتفاع درجة حرارة المحول. وتسمى الخسارة الناجمة عن التيارات الدوامة "فقدان الحديد". بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأسلاك النحاسية المستخدمة لمحولات متعرج لها مقاومة ، والتي تستهلك قدرًا معينًا من الطاقة عندما يتدفق التيار عبرها. هذه الخسارة تصبح حرارة وتسمى "فقدان النحاس". لذا فإن خسائر الحديد والنحاس هي الأسباب الرئيسية لارتفاع درجة الحرارة في تشغيل المحولات.
