ККД електропостачання; Електроніка-сьогодні
Ключові слова: висока ефективність, низькі втрати тепла, методи відведення тепла, що впливають на охолодження, необхідний потік повітря, впуск, вихлоп, рециркуляція, загальні правила повітряного охолодження, охолодження джерел живлення MeanWell®.
Ефективність джерела живлення вимірюється відношенням між потужністю, що подається на виході (корисна потужність, передана навантаженню), та потужністю, поглиненою джерелом (споживана потужність). Ефективні джерела мають це співвідношення, яке прагне до одиничної вартості. Наприклад, корисна потужність 1000 Вт отримується за рахунок споживання 1200 Вт, якщо ККД становить 83%. Втрати потужності виявляються в теплі, що розсіюється електронними компонентами в сусідньому середовищі.
Висока ефективність означає низькі втрати тепла та інші переваги: підвищена надійність (підвищена температура зменшує термін служби електролітичних конденсаторів), низькі витрати на матеріал (невеликі радіатори, без вентилятора) та зменшення екологічної шкоди. Блок живлення охолоджується: (1) конвекцією - природною циркуляцією повітря через прорізи в корпусі, (2) передачею - коли корпус герметичний, він контактує з більш холодним середовищем для поглинання тепла зсередини, (3) примусова - швидка циркуляція повітря через проміжки між електронними компонентами корпусу (корпус, шафа) за допомогою вентилятора.
Електронні системи та компоненти високої щільності живлення включали вентилятор, як правило, надзвичайно надійний і тихий, для примусового повітряного охолодження.
Оскільки в комплект обладнання входять джерела живлення, велика увага буде приділятися максимальній температурі, при якій досі зберігається нормальна робота. Потрібно забезпечити охолодження джерела, знаючи, що охолодження повітрям залежить від наступних елементів: • максимальна температура робочого середовища • напрямок і напрямок теплового потоку (вхід або вихід) • монтажна поверхня тепловідвідних компонентів • передача потужності на площину тепловий на друкованій електропроводці • ізоляційні матеріали та напрямок повітряного потоку • використання теплопровідних мідних стрижнів • епоксидні матеріали, що використовуються для жорсткості та/або ущільнення, але які передають тепло • матеріал корпусу (метал або пластик) • вирізи в корпусі (розмір, розташування).
MeanWell® має широкий діапазон природних конвекційних джерел повітряного охолодження для різних застосувань, до 500 Вт. При більшій потужності та/або низькій гучності джерела примусово охолоджують вентилятор. Джерела, що працюють у зовнішньому середовищі (наприклад, світлодіодні джерела живлення), мають лише природне охолодження за допомогою теплопередачі.
Необхідність примусового повітряного охолодження встановлюється на ранніх стадіях проектування системи, в якій буде встановлено джерело. Проектувальник системи повинен мати електричні, механічні та теплові знання, щоб правильно розробити шлях повітряного потоку, який забирає тепло, що виробляється компонентами. Важливо забезпечити достатній простір для фізичних компонентів, що забезпечують охолодження (радіатор, переносні матеріали, вентилятор). Потік охолоджуючого повітря залежить від кількості тепла, що виробляється всередині корпусу, і від максимально допустимого рівня температури. Вхідна потужність змінного струму - це хороша початкова оцінка потужності, яка буде розсіюватися всередині корпусу, причому рівень розсіювання в гіршому випадку є тим, при якому максимальна потужність заряджається за навантаження.
Мінімально необхідний потік повітря отримують розрахунком, виходячи з формули: Q = 1,76 Вт/Tc, де: Q = необхідний потік повітря (CFM = Кубічні фути в хвилину), W = потужність тепловіддачі (Вт), Tc = підвищення температури вище температури на вході (° C).
Примітка 1. Потік повітряного охолодження (CFM) для системи, яка розсіює або споживає 500 Вт, дозволяючи збільшити на 10, є результатом наведеної вище формули: 88 CFM.
Оскільки перешкоди повітряного потоку змінюють статичний тиск всередині корпусу, визначення потоку повітря, який забезпечується вентилятором, встановленим у корпусі, є складнішим, ніж на основі формули. Потік повітря і статичний тиск для типового вентилятора знаходяться в нелінійній залежності. Перешкоди слід мінімізувати, вимагаючи направляючих пристроїв повітряного потоку (дефлекторів) безпосередньо на компонентах, які потребують охолодження. Експериментально було встановлено, як змінюється опір потоку повітря: • Порожній корпус зменшує витрату повітря на 5-20% • Корпус з щільно посадженими частинами зменшує потік повітря на 40-60% і більше.
Напрямок впуску, витяжки та потоку повітря. Існує два варіанти встановлення повітряного охолоджувача: а) відведення гарячого повітря або б) продування холодного повітря в камері. Хоча для відведення тепла використовується однаковий обсяг повітря, залежно від фактичного застосування, кожен варіант має переваги та недоліки. Потік повітря на вході не повинен мати ламінарного потоку, який би забезпечував рівномірно розподілений потік повітря в корпусі. Це важливо для усунення застійного піку та піків тепловіддачі. Відведення тепла в турбулентному потоці повітря стає вдвічі більшим, ніж у ламінарного потоку, з однаковою швидкістю об'ємного потоку. Турбулентний потік повітря бажаний у охолоджувальних розчинах, але область турбулентного потоку повітря біля витяжного вентилятора обмежена дуже короткою відстанню, залежно від розміру вентилятора. Чітко визначений шлях потоку повітря по всьому корпусу надзвичайно важливий.
Примітка 2. Припускаючи, що це щільна упаковка деталей, вентилятор у попередньому прикладі повинен мати можливість забезпечити 133 CFM повітря, а не 88 CFM (тобто на 50% більше). Зазвичай виробники вентиляторів надають найбільш статистично оптимістичні показники, щоб представити якості своєї продукції.
Площа вентиляції повинна бути на 50% більшою за отвір вентилятора. Ось чому більшість вентиляторів у вихлопній системі розміщуються на виході з корпусу. Слід уникати рециркуляції повітря. Дефлектори, кришки або системи воздуховодів часто потрібні для усунення рециркуляції того самого повітря та підведення свіжого повітря безпосередньо до гарячих точок. Шлях повітряного потоку, як і електричний струм, завжди матиме шлях мінімального опору. Підсборки та
Фізичні компоненти всередині корпусу, такі як великі конденсатори та друковані плати, повинні бути розумно розташовані безпосередньо в потоці повітря, якщо потрібно охолодження. Природне конвекційне охолодження має бути пріоритетним, простим, дешевим і без шуму. У системі модулі та компоненти охолоджувача повинні розташовуватися вище. Теплові вентилятори в електронному корпусі зменшують тиск усередині, а пил поглинається через отвори та отвори. Скупчення пилу може спричинити багато проблем. Оскільки витяжні вентилятори повинні працювати при більш високих температурах, вони можуть мати половину терміну служби впускного вентилятора.
Для зменшення шуму та максимізації енергоефективності рекомендується змінювати швидкість обертання вентилятора. У вентиляторі зі змінною швидкістю температура повітряного контуру автоматично регулює швидкість через датчик, розміщений у повітропроводі, що призводить до оптимального потоку повітря. Загальні правила максимального охолодження з внутрішнім потоком повітря.
Перевірте: • Положення кабелів - вони можуть перекрити повітряний потік, що відповідає охолодженню, якщо вони не організовані • Пил - накопичення пилу всередині приладів може бути смертельним, оскільки воно діє, ізолюючи пристрої, якими вони покривають,
накопичення тепла та навантаження лопатей вентилятора, а вентиляційні отвори засмічуються обмеженням кількості повітря. • Вентилятори повинні бути працездатними - регулярно перевіряти, щоб вони працювали ефективно. Відмови вентилятора може бути достатнім для пошкодження системи. • Корпус - розроблений для внутрішнього потоку повітря, необхідного для охолодження різних компонентів. Якщо корпус відкрито, динаміка охолодження різко змінюється. Без охолодження потік охолоджуючого повітря деяких компонентів зникає, в результаті чого система відключається.
SUNON® є лідером серед любителів примусового охолодження в електроніці та ІТ-обладнанні. Найновіші технологічні інновації включені до:
Вентилятори Super Green, які забезпечують майже на 50% нижче споживання електроенергії, 38% менші вібрації під час роботи та до 10% збільшений потік повітря;
Вентилятори серії High Air Flow з високим потоком повітря, високим статичним тиском, стійкістю до високих температур і тривалим терміном служби;
Надзвичайно тихі вентилятори Super Silence з високою ефективністю охолодження та пуском низької напруги.