ניתוח הקשר בין טמפרטורת ההפעלה של הנגד וכוח (1)

לאחרונה, עם היישום הנרחב של נגדים לטעינת מראש בתחום האנרגיה החדשה, יותר ויותר לקוחות צריכים למצוא נגדים בעלי כוח גבוה וגודל התקנה קטן, ושינוי זה בביקוש השפיע באופן עמוק גם על המעבר במוקד חברות הייצור והו"פ שלנו. באופן כללי, העיקרון של נגדים לטעינת מראש זהה לזה של הנגדים המקוריים האחרים שלנו, שהוא להמיר אנרגיה חשמלית מוגזמת לאנרגיה תרמית. עם זאת, לנגדי טעינה מראש יש דרישות שונות מהלקוחות העיקריים הקודמים שלנו (נגדי בלמים). בדרך כלל מספיק מרחב ההתקנה של לקוחות קודמים, ויש מספיק מקום יחסית לעיצוב הנגד שלנו. עם זאת, מרחב ההתקנה של נגדים לטעינת מראש מוגבל בדרך כלל, והלקוחות רוצים שהמוצר יהיה קטן ככל האפשר. היום ננתח בעיה זו מנקודת מבט מקצועית:

במהלך פעולת הנגד, הנגד יפלט חום כדי להגדיל את טמפרטורת הסביבה בסמוך לנגד, מה שלא רק משפיע על יעילות העבודה של מכשיר המוליכים למחצה, אלא גם משפיע על חיי השירות של הנגד עקב מידת שינוי הטמפרטורה. כאשר אנו מבינים מערכת יחסים תואמת זו, אנו יכולים ליישם באופן סביר כוח על הנגד מבלי לגרום לטמפרטורת השטח שלו לעלות מעבר לדרישות העיצוב.

ראשית, עלינו להבין את שיטת פיזור החום של הנגד:

בעוצמה מדורגת, הנגד הוא אלמנט המרת אנרגיה חום אנרגיה חשמלית, הצורך אנרגיה חשמלית וממיר אותו לחלוטין לאנרגיית חום. הכוח החשמלי P המתפזר על ידי הנגד קשור לזרם המופעל I ו- V מתח u:

P=ui=i²r=u²/r

אנרגיית החום הנוצרת על ידי הנגד נצרכת בחימום עצמה ובפיזור החום למדיום שמסביב. לפיכך, יכולת העומס החשמלית של הנגד תלויה בטמפרטורת החימום המותרת של הנגד להפעלה יציבה לטווח הארוך.
תחת כוח מדורג, טמפרטורת הנגד כבר לא תעלה לאחר שתגיע לטמפרטורה מסוימת, וכל הכוח החשמלי יתפוגג למדיום שמסביב. ישנן שלוש דרכים להפצת חום: קרינה, הסעה והולכה. עבור נגדים בעלי כוח גבוה יותר, הקרינה מהווה כ- 50%, הסעה מהווה כ- 25%והולכה מהווה כ- 25%. עבור נגדים עם כוח נמוך יותר, הקרינה מהווה כ -10%, ההסעה מהווה כ- 30%והולכה מהווה כ- 60%.