Tầm quan trọng và phương pháp kiểm tra độ tăng nhiệt độ trong các thiết bị điện tử và điện

Nhiệt độ tăng là sự gia tăng nhiệt độ của các thành phần khác nhau của thiết bị điện tử và điện tử so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Khi một dây dẫn được cấp điện, nhiệt độ bề mặt của nó tăng theo thời gian do hiệu ứng nhiệt của dòng điện, cho đến khi nó đạt đến trạng thái ổn định. Nhiệt độ tăng định mức của động cơ là nhiệt độ tăng tối đa cho phép của cuộn dây dưới nhiệt độ môi trường xung quanh được chỉ định (thường là 40°C), tùy thuộc vào lớp cách điện của cuộn dây.

Đánh giá sự tăng nhiệt độ không chỉ phản ánh tình trạng tản nhiệt của động cơ mà còn giúp đánh giá liệu khả năng quản lý nhiệt của nó có hoạt động bình thường hay không. Để xác minh tuổi thọ và độ ổn định của các sản phẩm điện tử, các thử nghiệm tăng nhiệt độ thường được tiến hành trên các thành phần quan trọng (như chip IC) bằng cách vận hành thiết bị ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hoạt động định mức (ví dụ: 25°C) đến nhiệt độ quy định (ví dụ: 70°C), ghi lại sự tăng nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh và do đó xác nhận thiết kế.

1. Ý nghĩa của thử nghiệm tăng nhiệt độ
Kiểm tra sự gia tăng nhiệt độ là một quy trình chuẩn trong thử nghiệm loại sản phẩm điện, chủ yếu được sử dụng để đánh giá sự thay đổi nhiệt độ của các sản phẩm điện và các thành phần của chúng nhằm đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sản phẩm điện, thử nghiệm tăng nhiệt độ đã trở nên quan trọng trong việc đánh giá tính an toàn của các thiết bị và thành phần. Hoạt động kéo dài ở nhiệt độ cao có thể làm giảm hiệu suất vật liệu cách điện, có khả năng dẫn đến điện giật, bỏng hoặc hỏa hoạn. Do đó, thử nghiệm tăng nhiệt độ là biện pháp chính để ngăn ngừa các mối nguy hiểm về an toàn này.

2. Phương pháp kiểm tra sự gia tăng nhiệt độ

Các phương pháp kiểm tra độ tăng nhiệt độ thường được phân loại thành phép đo tiếp xúc và không tiếp xúc:

NPhương pháp đo khi tiếp xúc

Các phương pháp không tiếp xúc đo nhiệt độ bề mặt của vật thể đang được thử nghiệm và thường yêu cầu hiệu chỉnh độ phát xạ bề mặt để có được nhiệt độ chính xác. Tuy nhiên, các phương pháp này bị hạn chế bởi các yếu tố như khoảng cách giữa vật thể và dụng cụ, và sự hiện diện của hơi nước, khói, bụi, v.v., trong đường đi của bức xạ, có thể làm giảm độ chính xác của phép đo. Các kỹ thuật đo nhiệt độ không tiếp xúc phổ biến bao gồm:

• Đo nhiệt độ quang phổ: Xác định nhiệt độ bằng cách đo quang phổ bức xạ phát ra từ bề mặt vật thể.
• Giao thoa kế toàn ảnh: Sử dụng hiện tượng giao thoa để đo những thay đổi về nhiệt độ.
• Đo nhiệt độ ba màu dựa trên CCD: Sử dụng camera CCD để thu thập thông tin ba màu nhằm tính toán nhiệt độ.

Phương pháp đo lường tiếp xúc

Các phương pháp tiếp xúc liên quan đến tương tác trực tiếp với vật thể đang được thử nghiệm và cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cao hơn. Các yếu tố đo nhiệt độ chính bao gồm:

• Cặp nhiệt điện: Dựa trên hiệu ứng Seebeck, cặp nhiệt điện đo nhiệt độ bằng điện áp tạo ra từ sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai vật liệu khác nhau tại điểm nối của chúng.
• Máy dò nhiệt độ điện trở (RTD): Đo nhiệt độ dựa trên sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ.
Phương pháp đo tiếp xúc được sử dụng rộng rãi vì có khả năng đo trực tiếp nhiệt độ thực tế của vật thể.

WS- 1_Máy đo độ tăng nhiệt độ

3. Thực hiện thử nghiệm tăng nhiệt độ

Chuẩn bị trước khi thử nghiệm

• Hiệu chuẩn thiết bị: Tất cả các thiết bị thử nghiệm phải được hiệu chuẩn hàng năm. Nhãn hiệu chuẩn phải được dán vào các thiết bị, ghi rõ ngày hiệu chuẩn và chu kỳ hiệu chuẩn cuối cùng.
• Kiểm tra mẫu: Kiểm tra tính toàn vẹn của mẫu, đảm bảo các thành phần, phụ kiện và phụ kiện đi kèm đều đầy đủ.
• Điều kiện môi trường: Đặt mẫu trong môi trường có nhiệt độ 23°C ±2°C và độ ẩm tương đối 50%-90% trong 10 giờ để nhiệt độ bề mặt mẫu cân bằng với nhiệt độ phòng trước khi thử nghiệm.

Kiểm tra và ghi âm

• Đạt được trạng thái cân bằng nhiệt: Thiết bị hoặc các thành phần của thiết bị phải chạy trong điều kiện tải bình thường cho đến khi đạt trạng thái cân bằng nhiệt và dữ liệu nhiệt độ tại các điểm khác nhau phải được ghi lại.
• Ghi dữ liệu: Ghi lại sự gia tăng nhiệt độ, điện áp, dòng điện, công suất đầu vào, điện áp đầu ra, dòng điện đầu ra và công suất đầu ra của sản phẩm được thử nghiệm.
• Độ ổn định của nhiệt độ môi trường: Theo dõi độ ổn định của đường cong nhiệt độ môi trường, đảm bảo các biến động nằm trong giới hạn cho phép.
• Trạng thái hoạt động của thiết bị: Nếu xảy ra bất thường (như tiếng ồn, tia lửa, rung động, bảo vệ nhiệt, v.v.), hãy lưu ngay dữ liệu hiện có, dừng thử nghiệm, phân tích nguyên nhân và giải quyết sự cố.
• Phân tích đường cong: Kiểm tra sự thay đổi đường cong nhiệt độ tại mỗi điểm kiểm tra. Nếu phát hiện bất thường, hãy lưu dữ liệu và phân tích nguyên nhân.
• Quản lý môi trường thử nghiệm: Giảm thiểu hoạt động của nhân viên trong quá trình thử nghiệm, đặc biệt là tránh di chuyển nhanh để tránh ảnh hưởng đến nhiệt độ môi trường và độ chính xác của kết quả thử nghiệm.

Thông qua nghiêm ngặt kiểm tra sự gia tăng nhiệt độ, tính an toàn và ổn định của các sản phẩm điện trong quá trình sử dụng thực tế có thể được đảm bảo hiệu quả, ngăn ngừa các rủi ro tiềm ẩn do nhiệt độ tăng quá mức.