Spójrzmy na pierwszą kartę produktu przetwornika DC/DC TEN 8-2411WI. Podano na niej wartość 8 W i zakres temperatury roboczej -40 ÷ 85 °C. Bez zapoznania się z dalszymi informacjami można zrozumieć, że przetwornik dostarczy 8 W w temperaturze otoczenia 85 C.
Wystarczy poczytać dalej, by stwierdzić, że powyżej temperatury otoczenia 70°C obciążenie przetwornika spada o 3%/K. Maksymalne dopuszczalne obciążenie w temp. 85°C wyniesie 100-(85-70)*3=55% dla pełnego obciążenia = 4,4 W.
Zatem przed rozpoczęciem testów termicznych rodzi się pytanie: gdzie należy mierzyć temperaturę otoczenia? Niestety karta produktu czy nota aplikacyjna nie pomoże. Dodatkowo nie ma jasności co do miejsca pomiaru temperatury otoczenia. Więcej informacji można znaleźć w naszym artykule What is ambient temperature, anyway, and why does it matter? (Co to jest temperatura otoczenia i dlaczego ma znaczenie?)
TRACO zdaje sobie sprawę z tej sytuacji i dlatego wszystkie karty produktu są obecnie aktualizowane, aby rozwiać możliwe wątpliwości. Do momentu zakończenia tego procesu będziemy przekazywać informacje uzyskane z działu wsparcia technicznego TRACO.
Temperatura otoczenia
Pomiar temperatury otoczenia wokół przetwornika DC/DC zaleca się wykonać w odległości ok. 2 cm od elementu w najgorszych możliwych warunkach, przy założeniu że temperatura nie będzie dalej rosnąć. Ważne, aby mierzyć temperaturę wewnątrz końcowego produktu, ponieważ inne podzespoły wydzielające ciepło, obudowa, przewody, złącza lub inne części mechaniczne wewnątrz mają wpływ na temperaturę wokół przetwornika DC/DC.Maksymalna temperatura obudowy konwertera nie może zostać przekroczona. Dokładne miejsce pomiaru temperatury obudowy podane jest w nocie aplikacyjnej. W przypadku braku takiej informacji pomiar należy wykonać na środku górnej powierzchni zestawu.
Im większa różnica pomiędzy temperaturą zmierzoną a maksymalną dopuszczalną, tym dłuższy przewidywany okres eksploatacji przetwornika DC/DC.
Obniżenie znamionowych parametrów wyjściowych?
Każdy podzespół przetwornika DC/DC posiada własny okres eksploatacji, niezawodności i graniczną wartość wytrzymałości cieplnej. W przypadku urządzeń półprzewodnikowych (FET, IC itp.), większość producentów podaje maksymalną temperaturę złącza T_j,max = 150 °C. Ponieważ nie da się bezpośrednio zmierzyć Tj., producenci stworzyli procedurę pozwalającą na oszacowanie Tj. na podstawie temperatury obudowy i wyprowadzeń.Natomiast w przypadku optozłączy producenci zwykle podają maksymalną temperaturę obudowy T_obudowa=100-110 °C. Temperatura rdzenia magnetycznego jest często ograniczona do T_korpus=125 °C, natomiast temperatura powierzchni płytki PCB jest zwykle ograniczona do T_powierzchnia=120-130 °C.
Producenci, którym zależy na długim okresie niezawodnej pracy przetworników DC/DC, zachowują pewien margines bezpieczeństwa i nie wykorzystują podzespołów do granic ich możliwości. Typowe wartości temperatury: T_j=125 °C, T_obudowa=100 °C, T_korpus=120°C, T_powierzchnia=120°C. Więcej informacji można znaleźć np. w artykule Thermal Characterization Process for Open-Frame Board-Mounted Power Modules (Proces tworzenia charakterystyki cieplnej otwartych modułów mocy montowanych na płycie).
W kartach produktów TRACO zwykle podany jest liniowy współczynnik obniżania wartości znamionowych, np. 3%/K. W nocie aplikacyjnej podaje się także krzywe charakterystyczne obniżenia wartości znamionowych w zależności od prędkości przepływu powietrza. Naturalnym jest, że większy przepływ powietrza oznacza bardziej skuteczne chłodzenie. Prędkość powietrza podaje się zwykle w liniowych stopach na minutę (LFM). Mnożąc prędkość powietrza przez przekrój poprzeczny powierzchni przepływu powietrza można wyznaczyć objętość powietrza przepływającą przez taką powierzchnię w jednostce czasu. Przepływ objętościowy jest zwykle dany w stopach sześciennych na minutę (CFM).
Czy spodobały Ci się nasze artykuły? Nie przegap żadnego! Zajmiemy się wszystkim za Ciebie i chętnie sami Ci je dostarczymy.
