Ar PV ir elektroninės šilumos išsklaidymo spalvomis dengtos siauros aliuminio juostelės turi šilumos ir elektros laidumo reikalavimus?

1. Įvadas

Spalvotos aliuminio siauros juostelės yra nepakeičiamos pagalbinės medžiagos fotovoltinės energijos gamybos ir vartotojų elektroninėse šilumos išsklaidymo sistemose. Jie plačiai naudojami PV modulio kraštų sandarinimui, keitiklio vidiniam šilumos laidumui, LED radiatorių priedams ir elektroninės įrangos antikorozinėms šilumos išsklaidymo konstrukcinėms dalims.

Vienas iš dažniausiai elektronikos inžinierių, fotovoltinių projektų projektuotojų ir pasaulinių pirkimų personalo užduodamų klausimų yra: ar spalvotos aliuminio siauros juostos, skirtos fotovoltinės ir elektroninės šilumos išsklaidymo scenarijams, turi privalomus šilumos ir elektros laidumo reikalavimus.

Daugelis pirkėjų painioja paviršiaus dažų izoliacinį poveikį su būdingu aliuminio pagrindo laidumu, todėl netinkamai pasirenkama medžiaga ir sutrinka įrangos šilumos išsklaidymas. Šiame straipsnyje bus paaiškinti laidumo standartai, įtakos veiksniai ir profesionalūs atrankos kriterijai spalvotoms aliuminio siauroms juostoms PV ir elektroninio šilumos išsklaidymo scenarijuose.

2. Pagrindinis atsakymas: ar laidumo reikalavimai yra privalomi šilumos išsklaidymo spalvotoms aliuminio siauroms juostoms?

Galutinis atsakymas yra „taip“, tačiau reikalavimai skiriasi priklausomai nuo funkcinės paskirties. Ne visoms šilumą išsklaidžiančioms spalvotoms aliuminio siauroms juostoms reikia didelio elektros laidumo, o šilumos laidumas yra pagrindinis visų šilumos išsklaidymo modelių rodiklis.

Du taikymo scenarijų klasifikavimo standartai

Grynas šilumos išsklaidymas ir dekoratyviniai scenarijai: PV modulio išorinių kraštų sandarikliams, elektroninio korpuso dekoratyviniams apvadams ir bekontakčiams šilumos išsklaidymo priedams. Šioms juostoms reikalingas tik stabilus šilumos laidumas, kad būtų lengviau spinduliuoti šilumą, o elektros laidumui nėra griežtų reikalavimų. Paviršiaus spalvinė danga atlieka apsauginį ir gražinantį vaidmenį, nepaveikdama pagrindinio šilumos išsklaidymo.

Dvigubo šilumos išsklaidymo ir elektros laidumo scenarijai: keitiklio vidinėms šilumos laidumo juostoms, aukšto dažnio elektroninėms ekranavimo juostoms ir įžeminimo jungties pagalbinėms juostoms. Šiems gaminiams reikalingas aukštas šilumos laidumas greitam šilumos perdavimui ir stabilus elektros laidumas įrangos įžeminimui, elektromagnetiniam ekranavimui ir grandinės laidumui.

Pagrindinis skirtumas: pagrindo laidumas ir dangos izoliacija

Pramonėje paplitusi klaidinga nuomonė, kad spalvota danga sumažina aliuminio juostų laidumą. Tiesą sakant, organinė danga sudaro tik izoliacinį sluoksnį ant paviršiaus ir negali pakeisti būdingo aliuminio lydinio pagrindo šilumos ir elektros laidumo.

Aliuminio metalo šerdis visada išlaiko fiksuotą laidumą, kurį lemia lydinio sudėtis. Dažų plėvelė sukelia tik nedidelę paviršiaus šiluminę varžą ir paviršiaus izoliaciją, o tai neturės įtakos bendram aliuminio juostos pagrindo šilumos perdavimui ir vidiniam laidumui.

3. Kaip aliuminio lydinio substratas lemia laidumą

Lydinio klasė yra lemiamas spalvoto aliuminio siaurų juostų šilumos ir elektros laidumo veiksnys. Įvairios aliuminio lydinių serijos turi didžiulius laidumo skirtumus, tiesiogiai prisitaikydami prie skirtingų PV ir elektroninių šilumos išsklaidymo poreikių.

Rekomenduojami lydiniai PV ir elektroniniam šilumos išsklaidymui

1050/1060 grynas aliuminis (pirmas pasirinkimas šilumos išsklaidymo ir laidumo srityje)

Aliuminio grynumas viršija 99,5 %, ši serija pasižymi itin dideliu šilumos laidumu (220–230 W/m·K) ir elektriniu laidumu iki 58–60 % IACS. Jis pasižymi stabiliu šilumos perdavimo efektyvumu, puikiu lenkimo formavimu ir antrinio apdorojimo metu nenulupsta dažai. Tai tinkamiausias substratas didelės galios elektroninėms šilumos išsklaidymo ir PV inverterio šilumos laidumo siauroms juostoms.

3003 Al-Mn lydinys (tik lauko PV apdailai)

3003 lydinys turi geresnį atsparumą rūdijimui ir atsparumą tempimui, tinka lauko PV modulio kraštų sandarinimui pakrantėje ir drėgnoje aplinkoje. Tačiau jo šilumos laidumas yra maždaug 15% mažesnis nei 1050 lydinio, todėl jis nerekomenduojamas pagrindiniams elektroniniams šilumos laidumo komponentams.

Įprastų lydinių laidumo parametrų palyginimas

4. Spalvotos dangos įtaka šilumos sklaidai ir laidumui

PE, HDP ir PVDF organinės dangos yra nereikšmingi veiksniai, turintys įtakos spalvotų aliuminio siaurų juostų paviršiaus charakteristikoms. Protingas dangos pasirinkimas gali sumažinti šiluminę varžą ir išvengti laidumo sutrikimo.

Dažų plėvelės sukeltas terminis atsparumas

Standartinis 8–12 μm vienpusės dangos storis sukuria nedidelę šiluminę varžą, kuri turi mažai įtakos bendram šilumos išsklaidymui. Tačiau per storos dvipusės dangos trukdys šilumos mainams. Didelio tikslumo elektroninei šilumos išsklaidymo įrangai gamintojai naudoja plonos plėvelės didelės spinduliuotės juodą dangą – didelis juodų dažų infraraudonosios spinduliuotės efektyvumas atsveria dažų plėvelės šiluminę varžą ir užtikrina geresnį šilumos išsklaidymą nei plikas aliuminis.

Elektrinių kontaktinių dalių paviršiaus izoliacijos pavojus

Visos organinės spalvos dangos yra izoliacinės medžiagos. Aliuminio siauroms juostoms, naudojamoms įrangos įžeminimui ir elektros prijungimui, viso paviršiaus padengimas sukels grandinės atidarymą ir pernelyg didelį kontaktinį pasipriešinimą.

Brandus pramonės sprendimas yra dalinio maskavimo dangos technologija: nepadengtos plikos aliuminio vietos kontaktų kraštuose ir gnybtuose yra rezervuotos, kad būtų užtikrintas stabilus elektros tęstinumas, o likusi paviršiaus dalis padengta antikorozine ir įbrėžimais apsaugančia danga.

Optimizuoti šilumos išsklaidymo juostų dangos sprendimai

- Elektroninis vidinis šilumos išsklaidymas: plona vienpusė juoda didelės spinduliuotės danga

- Lauko PV kraštinės juostos: HDP didelio atsparumo oro sąlygoms įprasta danga

- Laidžios ir ekranuojančios juostos: dalinis maskavimo nepadengtas apdorojimas

5. Scenarijui būdingi PV ir elektroninių laukų laidumo reikalavimai

Fotovoltinės pramonės taikymo standartai

PV modulio dekoratyvinės kraštų juostos: pirmenybė teikiama atsparumui oro sąlygoms ir antikorozijai, o laidumo reikalavimai yra žemi. 3003 lydinio HDP spalvotai padengtos juostelės yra pagrindinis pasirinkimas.

PV inverterio vidinės šilumos laidumo juostos: reikalingas griežtas šilumos laidumo standartas (≥220 W/m·K). Tik 1000 serijos gryno aliuminio substratai yra kvalifikuoti su privalomomis rezervuotomis laidžiomis kontaktinėmis sritimis įrangos įžeminimui.

Elektroninio šilumos išsklaidymo taikymo standartai

LED radiatoriai, perjungimo maitinimo šaltiniai ir įkrovimo krūvos šilumos išsklaidymo siauros juostos priklauso nuo didelio gryno aliuminio šilumos laidumo, kad būtų galima greitai eksportuoti darbo šilumą. Dauguma elektronikos gamintojų renkasi matinės juodos plonos dangos juosteles, kad pagerintų vidinės spinduliuotės šilumos išsklaidymo efektyvumą.

Aukšto dažnio elektroninei įrangai, kuriai taikomi EMI ekranavimo reikalavimai, aliuminio siauroms juostoms reikia šilumos išsklaidymo ir kilpos laidumo, todėl dalinis nepadengtas apdorojimas yra esminis gamybos procesas.

6. Dažnai užduodami klausimai

Ar 3003 spalvų aliuminio siauros juostos gali būti naudojamos elektroniniam šilumos išsklaidyti?

Nerekomenduojama naudoti didelės galios elektroninėms šerdies šilumą išsklaidžiusioms dalims. Mažas 3003 lydinio šilumos laidumas sukels šilumos kaupimąsi ir lustų perkaitimą ilgą laiką dirbant didelėmis apkrovomis. Jis tinka tik lauko PV dekoratyvinėms scenoms be didelių šilumos laidumo reikalavimų.

Ar juoda danga pagerina aliuminio juostelių šilumos išsklaidymo efektą?

Taip. Juoda didelės spinduliuotės danga gali žymiai pagerinti infraraudonosios spinduliuotės šilumos išsklaidymą. Nors dažų plėvelė turi mažą šiluminę varžą, bendras šilumos išsklaidymo efektas uždaroje elektroninėje įrangoje yra daug geresnis nei nepadengtų plikų aliuminio juostelių.

Kaip pritaikyti aliuminio juosteles su antikorozine danga ir laidumu?

Taikyti dalinio maskavimo dangos technologiją. Kontaktinius gnybtus ir kraštines laikykite nepadengtus, kad išlaikytumėte metalo laidumą, o likusius paviršius visiškai padenkite, kad būtų išvengta korozijos, įbrėžimų ir gražus poveikis.

7. Išvada

PV ir elektroninės šilumos išsklaidymo spalva dengtos siauros aliuminio juostelės turi aiškius ir skirtingus šilumos ir elektros laidumo reikalavimus. Šilumos laidumas yra būtinas visų šilumos išsklaidymo produktų rodiklis, o elektros laidumas yra privalomas tik laidaus įžeminimo ir ekranavimo scenarijuose.

Aliuminio lydinio pagrindas lemia šerdies laidumo charakteristikas, o spalvota danga veikia tik paviršiaus izoliaciją ir šiluminę varžą, nekeičiant pagrindo būdingų savybių. Realiai pirkdami ir projektuodami inžinieriai turėtų pasirinkti 1000 serijos gryną aliuminį šerdies šilumos laidumui ir laidžioms dalims ir optimizuoti dengimo procesus pagal naudojimo scenarijus, kad subalansuotų šilumos išsiskyrimą, laidumą ir antikorozines savybes.

8. CTA

Reikia pritaikytų spalvotai dengtų aliuminio siaurų juostelių su specifiniais šilumos ir elektros laidumo parametrais PV ar elektroniniams šilumos išsklaidymo projektams? Susisiekite su mūsų profesionalia komanda, kad gautumėte nemokamų pavyzdžių ir pramonės reikalavimus atitinkančių medžiagų bandymų ataskaitas.