Ефективност на захранването; Електроника-днес
Ключови думи: висока ефективност, ниски топлинни загуби, методи за отстраняване на топлина, които влияят на охлаждането, необходимия въздушен поток, всмукване, изпускане, рециркулация, общи правила за въздушно охлаждане, охлаждане на захранващите устройства на MeanWell®.
Ефективността на захранването се измерва чрез съотношението между мощността, дадена на изхода (полезната мощност, прехвърлена към товара), и мощността, погълната от източника (консумираната мощност). Ефективните източници имат това съотношение с тенденция към единичната стойност. Например, полезна мощност от 1000W се получава при консумация на 1200W, ако ефективността е 83%. Загубата на мощност се установява в топлината, разсейвана от електронните компоненти в съседната среда.
Високата ефективност означава ниски топлинни загуби и други предимства: повишена надеждност (повишената температура намалява живота на електролитните кондензатори), ниски материални разходи (малки радиатори, без вентилатор) и намалени екологични щети. Захранването се охлажда чрез: (1) конвекция - естествената циркулация на въздуха през процепите в корпуса, (2) трансфер - когато корпусът е запечатан, той влиза в контакт с по-студена среда, за да абсорбира топлината отвътре, (3) принудителна - бърза циркулация на въздуха, през пространствата между електронните компоненти в корпуса (корпус, шкаф) с помощта на вентилатор.
Електронните системи и захранващите компоненти с висока плътност включват вентилатор, обикновено изключително надежден и тих, за принудително въздушно охлаждане.
Тъй като захранванията са включени в оборудването, голямо внимание ще бъде обърнато на максималната температура, при която все още е налице нормалната работа. Трябва да се осигури охлаждане на източника, като се знае, че въздушното охлаждане зависи от следните елементи: • максимална температура на работната среда • посока и посока на топлинния поток (вход или изход) • повърхност на монтаж на разсейващи топлина компоненти • пренос на мощност в равнина термична върху отпечатаната монтажна платка • изолационни материали и насочване на въздушния поток • използване на топлопроводими медни пръти • епоксидни материали, използвани за втвърдяване и/или уплътняване, но които пренасят топлина • материал на корпуса (метал или пластмаса) изрези в корпуса (размер, подредба).
MeanWell® разполага с широка гама от естествени конвекционни източници на въздушно охлаждане за различни приложения, до 500W. При по-големи мощности и/или малък обем източниците имат принудително охлаждане на вентилатора. Източниците, работещи във външна среда (напр. LED захранвания) имат само естествено охлаждане чрез пренос на топлина.
Необходимостта от принудително въздушно охлаждане се установява в ранните етапи от проектирането на системата, в която ще бъде монтиран източникът. Дизайнерът на системата трябва да има електрически, механични и топлинни познания, за да проектира правилно пътя на въздушния поток, който поема топлината, генерирана от компонентите. Важно е да се осигури достатъчно място за физическите компоненти, които осигуряват охлаждане (радиатор, трансферни материали, вентилатор). Потокът на охлаждащия въздух зависи от количеството топлина, генерирано вътре в заграждението, и от максимално допустимото ниво на температурата. Входната мощност на променлив ток е добра първоначална оценка на мощността, която ще се разсейва вътре в корпуса, като в най-лошия случай нивото на разсейване е това, при което се зарежда максималната мощност на товар.
Минималният необходим въздушен поток се получава чрез изчисление въз основа на формулата: Q = 1,76 W/Tc, където: Q = необходимият въздушен поток (CFM = кубични фута в минута), W = мощност на разсейване на топлината (W), Tc = повишаване на температурата над входната температура (° C).
Забележка 1. Въздушният охлаждащ поток (CFM) за система, която разсейва или консумира 500W, позволявайки увеличение с 10, е резултат от горната формула: 88 CFM.
Тъй като препятствията от въздушния поток променят статичното налягане вътре в заграждението, определянето на въздушния поток, осигурен от вентилатор, монтиран в заграждение, е по-трудно, отколкото въз основа на формулата. Въздушният поток и статичното налягане за типичен вентилатор са в нелинейна зависимост. Препятствията трябва да бъдат сведени до минимум, като се изискват направляващи устройства за въздушния поток (дефлектори) директно върху компонентите, които се нуждаят от охлаждане. Експериментално беше установено как варира съпротивлението на въздушния поток: • Празен корпус намалява въздушния поток с 5-20% • Корпус с плътно засадени части намалява въздушния поток с 40-60% или повече.
Насоки за всмукване, изпускане и въздушен поток. Има два варианта за монтиране на въздушен охладител: а) изпускане на горещ въздух или б) издухване на студен въздух в заграждението. Въпреки че за разсейване на топлината се използва един и същ обем въздух, в зависимост от действителното приложение, всяка опция има предимства и недостатъци. Входящият въздушен поток не трябва да има ламинарен поток, който да позволява равномерно разпределен въздушен поток в заграждението. Това е важно за премахване на застоялите върхове на разсейване на въздуха и топлината. Отделянето на топлина в турбулентен въздушен поток е два пъти по-голямо от това на ламинарен поток, със същата скорост на обемния поток. Турбулентният въздушен поток е желателен в охлаждащите разтвори, но зоната на турбулентен въздушен поток в близост до изпускателен вентилатор е ограничена до много кратко разстояние, в зависимост от размера на вентилатора. Добре дефинираният път на въздушния поток през заграждението е изключително важен.
Забележка 2. Ако приемем, че става дума за плътен пакет от части, вентилаторът в предишния пример трябва да може да осигури 133 CFM въздух, вместо 88 CFM (т.е. 50% повече). Обикновено производителите на фенове дават най-статистически оптимистични цифри, за да представят качествата на своите продукти.
Вентилационната площ трябва да е с 50% по-голяма от отвора на вентилатора. Ето защо повечето вентилатори в изпускателната система са поставени на изхода на корпуса. Трябва да се избягва рециркулация на въздуха. Дефлектори, капаци или канални системи често са необходими, за да се елиминира рециркулацията на същия въздух и да се докара чист въздух директно до горещите точки. Пътят на въздушния поток, подобно на електрическия ток, винаги ще има пътя на минимално съпротивление. Подсглобки и
Физическите компоненти в корпуса, като големи кондензатори и платки, трябва да бъдат интелигентно разположени директно във въздушния поток, ако е необходимо охлаждане. Естественото конвективно охлаждане трябва да има приоритет, да бъде просто, евтино и без шум. В една система охладителните модули и компоненти трябва да бъдат разположени по-високо. Топлинните вентилатори в електронно заграждение намаляват налягането вътре и прахът се абсорбира през отвори и отвори. Натрупването на прах може да причини много проблеми. Тъй като изпускателните вентилатори трябва да работят при по-високи температури, те могат да имат половината от живота на всмукателния вентилатор.
Препоръчва се променлива скорост на вентилатора за намаляване на шума и максимизиране на енергийната ефективност. При вентилатор с променлива скорост температурата на въздушния кръг автоматично контролира скоростта чрез датчик, поставен във въздушната пътека, което води до оптимален въздушен поток. Общи правила за максимално охлаждане с вътрешен въздушен поток.
Проверете: • Положението на кабелите - те могат да блокират въздушния поток, съответстващ на охлаждането, ако не са организирани • Прах - натрупването на прах вътре в уредите може да бъде смъртоносно, тъй като действа чрез изолиране на устройствата, които покриват,
съхранение на топлина и натоварване на лопатките на вентилатора и вентилационните отвори се запушват чрез ограничаване на количеството въздух. Неизправност на вентилатора може да е достатъчна, за да повреди системата. • Корпус - проектиран е за вътрешния въздушен поток, необходим за охлаждане на различни компоненти. Ако корпусът се отвори, динамиката на охлаждане се променя драстично. Без охлаждане потокът на охлаждащия въздух на някои компоненти изчезва, в резултат на което системата се изключва.
SUNON® е лидер сред феновете на принудителното охлаждане в електрониката и ИТ оборудването. Най-новите технологични иновации са включени в:
Вентилатори Super Green, които осигуряват почти 50% по-нисък разход на електроенергия, 38% по-ниски вибрации по време на работа и до 10% увеличен въздушен поток;
Вентилатори от серия High Air Flow с висок въздушен поток, високо статично налягане, устойчивост на висока температура и дълъг експлоатационен живот;
Изключително тихи вентилатори Super Silence с висока ефективност на охлаждане и старт с ниско напрежение.