Tác động của nhiệt độ đến hiệu suất và tuổi thọ của nguồn chuyển mạch truyền thông
Thành phần chính của nguồn điện chuyển mạch truyền thông là bộ chỉnh lưu chuyển mạch tần số cao, được phát triển và trưởng thành dần dần cùng với sự phát triển của lý thuyết và công nghệ điện tử công suất và các thiết bị điện tử công suất. Mức tiêu thụ điện năng của bộ chỉnh lưu với công nghệ chuyển mạch mềm trở nên nhỏ hơn, nhiệt độ thấp hơn, khối lượng và trọng lượng giảm đáng kể, chất lượng và độ tin cậy tổng thể liên tục được cải thiện. Tuy nhiên, bất cứ khi nào nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên 10 độ, tuổi thọ của các bộ phận nguồn chính sẽ giảm 50%. Nguyên nhân dẫn đến sự sống suy giảm nhanh chóng như vậy đều là do sự thay đổi nhiệt độ. Sự cố mỏi gây ra bởi nhiều mức độ tập trung ứng suất cơ học vi mô và vĩ mô, vật liệu sắt từ và các thành phần khác hoạt động dưới tác động liên tục của ứng suất xen kẽ sẽ gây ra nhiều loại khuyết tật bên trong vi mô. Vì vậy, để đảm bảo khả năng tản nhiệt hiệu quả của thiết bị là điều kiện cần thiết để đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ vận hành với độ tin cậy và tuổi thọ của linh kiện điện tử công suất
Nguồn điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng, trong quá trình chuyển đổi, bản thân nó cần tiêu thụ một phần năng lượng điện và những năng lượng điện này được chuyển thành giải phóng nhiệt. Độ ổn định và tốc độ lão hóa của linh kiện điện tử có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ môi trường. Các linh kiện điện tử công suất bao gồm nhiều loại vật liệu bán dẫn. Do sự mất mát của các thành phần năng lượng trong quá trình vận hành được tiêu tán bằng quá trình sinh nhiệt của chính chúng, nên chu kỳ nhiệt của nhiều vật liệu có hệ số giãn nở khác nhau trong mối quan hệ với nhau có thể gây ra ứng suất rất đáng kể và thậm chí có thể dẫn đến gãy và hỏng tức thời các bộ phận. . Nếu một bộ phận nguồn được vận hành trong điều kiện nhiệt độ bất thường trong thời gian dài, sẽ gây ra hiện tượng mỏi và dẫn đến gãy xương. Sự tồn tại của tuổi thọ mỏi nhiệt trong chất bán dẫn đòi hỏi chúng phải được vận hành ở phạm vi nhiệt độ thấp và tương đối ổn định.
Đồng thời, sự thay đổi nóng và lạnh nhanh chóng có thể tạm thời tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ bán dẫn, có thể tạo ra ứng suất nhiệt và sốc nhiệt. Các bộ phận phải chịu ứng suất cơ-nhiệt, khi chênh lệch nhiệt độ quá lớn sẽ dẫn đến các vết nứt ứng suất ở các bộ phận vật liệu khác nhau của bộ phận. Làm cho thành phần bị lỗi sớm. Điều này cũng yêu cầu các bộ phận nguồn phải hoạt động trong phạm vi nhiệt độ hoạt động tương đối ổn định, giảm sự thay đổi nhanh chóng của nhiệt độ, nhằm loại bỏ tác động của ứng suất nhiệt, đảm bảo các bộ phận hoạt động đáng tin cậy lâu dài.
Nhiệt độ làm việc trên công suất cách điện của máy biến áp
Cuộn dây sơ cấp của máy biến áp được cấp điện, từ thông do cuộn dây sinh ra trong lõi sẽ chảy, do bản thân lõi là chất dẫn điện, vuông góc với mặt phẳng của các đường sức từ sẽ sinh ra điện thế cảm ứng, tại tiết diện của lõi sẽ tạo ra điện thế cảm ứng. tạo thành một vòng khép kín và tạo ra dòng điện, được gọi là "dòng điện xoáy". "Dòng điện xoáy" này làm cho tổn thất máy biến áp tăng lên và làm cho nhiệt độ máy biến áp làm nóng lõi máy biến áp tăng lên. Tổn thất do "dòng điện xoáy" tạo ra được gọi là "tổn hao sắt". Ngoài cuộn dây máy biến áp dùng dây đồng, những dây đồng này còn tồn tại điện trở, dòng điện chạy qua điện trở sẽ tiêu tốn một lượng điện năng nhất định, phần tổn thất này thành nhiệt và tiêu hao, gọi tổn thất này là “tổn thất đồng”. Vì vậy tổn hao sắt, tổn hao đồng là nguyên nhân chính làm tăng nhiệt độ làm việc của máy biến áp.
Khi nhiệt độ máy biến áp tăng lên, chắc chắn sẽ khiến cuộn dây bị lão hóa, khi đặc tính cách điện của nó suy giảm, dẫn đến khả năng chống chịu tác động của nguồn điện yếu đi. Tại thời điểm này, nếu có sét đánh hoặc xung điện, máy biến áp sơ cấp trong máy biến áp sẽ xuất hiện phản điện áp cao của sự cố máy biến áp, dẫn đến mất điện, đồng thời có dây cao áp đi vào đường truyền thông chính. thiết bị, bao gồm nguy cơ hư hỏng thiết bị chính.
