Význam a metody testování nárůstu teploty v elektronických a elektrických zařízeních

Nárůst teploty označuje zvýšení teploty různých součástí elektronických a elektrických zařízení vzhledem k okolní teplotě. Když je vodič pod napětím, jeho povrchová teplota v průběhu času stoupá vlivem tepelného účinku proudu, dokud nedosáhne stabilního stavu. Jmenovitý nárůst teploty motoru je maximální přípustný nárůst teploty vinutí pod stanovenou okolní teplotu (obvykle 40°C), která závisí na třídě izolace vinutí.

Vyhodnocení nárůstu teploty nejen odráží stav rozptylu tepla motoru, ale také pomáhá posoudit, zda jeho tepelný management funguje správně. K ověření životnosti a stability elektronických produktů se běžně provádějí testy nárůstu teploty na kritických součástech (jako jsou čipy IC) provozováním zařízení při teplotách vyšších než je jeho jmenovitá provozní teplota (např. 25 °C) až po specifikovanou teplotu (např. 70 °C), zaznamenávání nárůstu teploty nad okolní teplotu, a tím ověření návrhu.

1. Význam testování nárůstu teploty
Testování nárůstu teploty je standardní postup při zkoušení typu elektrických výrobků, který se primárně používá k posouzení teplotních změn elektrických výrobků a jejich součástí k zajištění shody s bezpečnostními normami. S rychlým rozvojem technologie elektrických výrobků se testování nárůstu teploty stalo zásadním při hodnocení bezpečnosti zařízení a komponent. Dlouhodobý provoz při vysokých teplotách může snížit výkon izolačního materiálu, což může vést k úrazu elektrickým proudem, popáleninám nebo požáru. Proto je testování nárůstu teploty klíčovým opatřením k zamezení těchto bezpečnostních rizik.

2. Metody testování nárůstu teploty

Metody testování nárůstu teploty se obecně dělí na kontaktní a bezkontaktní měření:

NMetody kontaktního měření

Bezkontaktní metody měří teplotu povrchu testovaného předmětu a obvykle vyžadují korekci emisivity povrchu pro získání přesných teplot. Tyto metody jsou však omezeny faktory, jako je vzdálenost mezi objektem a přístrojem a přítomnost vodní páry, kouře, prachu atd. v dráze záření, což může snížit přesnost měření. Mezi běžné bezkontaktní techniky měření teploty patří:

• Spectral Temperature Measurement: Určuje teplotu měřením spektra záření vyzařovaného povrchem objektu.
• Holografická interferometrie: K měření teplotních změn využívá interferenční jevy.
• Tříbarevné měření teploty založené na CCD: Používá CCD kameru k zachycení tříbarevných informací pro výpočet teploty.

Kontaktní metody měření

Kontaktní metody zahrnují přímou interakci s testovaným objektem a nabízejí vyšší přesnost a spolehlivost. Mezi klíčové prvky měření teploty patří:

• Termočlánky: Na základě Seebeckova jevu měří termočlánky teplotu napětím generovaným z rozdílu teplot mezi dvěma různými materiály na jejich spoji.
• Odporové teplotní detektory (RTD): Měří teplotu na základě změny elektrického odporu s teplotou.
Kontaktní metody měření jsou široce používány díky své schopnosti přímo měřit skutečnou teplotu objektu.

WS-1_Temperature Rise Tester

3. Implementace testování nárůstu teploty

Příprava před testováním

• Kalibrace zařízení: Všechna testovací zařízení by měla být kalibrována každoročně. Kalibrační nálepky by měly být nalepeny na přístrojích s uvedením data poslední kalibrace a cyklu.
• Kontrola vzorku: Zkontrolujte integritu vzorku a ujistěte se, že součásti, příslušenství a nástavce jsou kompletní.
• Podmínky prostředí: Umístěte vzorek do prostředí s teplotou 23°C ±2°C a 50%-90% relativní vlhkostí po dobu 10 hodin, aby se jeho povrchová teplota před testováním vyrovnala s pokojovou teplotou.

Testování a nahrávání

• Dosažení tepelné rovnováhy: Zařízení nebo jeho součásti by měly běžet za normálních podmínek zatížení až do dosažení tepelné rovnováhy a údaje o teplotě v různých bodech by měly být zaznamenávány.
• Záznam dat: Zaznamenávejte nárůst teploty, napětí, proud, vstupní výkon, výstupní napětí, výstupní proud a výstupní výkon testovaného produktu.
• Stabilita okolní teploty: Sledujte stabilitu křivky okolní teploty a zajistěte, aby kolísání bylo v přijatelných mezích.
• Provozní stav zařízení: Pokud se objeví abnormality (jako je hluk, jiskry, vibrace, tepelná ochrana atd.), okamžitě uložte existující data, zastavte test, analyzujte příčinu a vyřešte problém.
• Analýza křivky: Zkontrolujte změny teplotní křivky v každém testovacím bodě. Pokud jsou zjištěny abnormality, uložte data a analyzujte příčinu.
• Řízení testovacího prostředí: Minimalizujte činnost personálu během testování, zejména se vyhněte rychlým pohybům, aby se zabránilo ovlivnění okolní teploty a přesnosti výsledků testu.

Přes přísné testování nárůstu teplotylze účinně zajistit bezpečnost a stabilitu elektrických výrobků při skutečném používání, čímž se zabrání potenciálním rizikům způsobeným nadměrným nárůstem teploty.