Účinnosť napájania; Elektronika - dnes
Kľúčové slová: vysoká účinnosť, nízke tepelné straty, metódy odvodu tepla, ktoré ovplyvňujú chladenie, požadovaný prietok vzduchu, nasávanie, výfuk, recirkulácia, všeobecné pravidlá pre chladenie vzduchom, chladenie zdrojov MeanWell®.
Účinnosť napájacieho zdroja sa meria pomerom medzi výkonom poskytovaným na výstupe (užitočný výkon prenášaný do záťaže) a výkonom absorbovaným zdrojom (spotrebovaná energia). Efektívne zdroje majú tento pomer sklonený k jednotkovej hodnote. Napríklad užitočný výkon 1 000 W sa získa spotrebou 1 200 W, ak je účinnosť 83%. Strata energie sa zistí v teple rozptýlenom elektronickými súčasťami v susednom prostredí.
Vysoká účinnosť znamená nízke tepelné straty a ďalšie výhody: zvýšená spoľahlivosť (zvýšená teplota znižuje životnosť elektrolytických kondenzátorov), nízke náklady na materiál (malé radiátory, bez ventilátora) a menšie škody na životnom prostredí. Napájanie je chladené: (1) prúdením - prirodzenou cirkuláciou vzduchu cez štrbiny v kryte, (2) prenosom - keď je kryt utesnený, prichádza do kontaktu s chladnejším prostredím, aby absorboval teplo zvnútra, (3) nútená - rýchla cirkulácia vzduchu cez priestory medzi elektronickými komponentmi v kryte (skrinka, skrinka) pomocou ventilátora.
Súčasťou elektronických systémov a komponentných zdrojov napájania s vysokou hustotou bol ventilátor, zvyčajne mimoriadne spoľahlivý a tichý, na nútené chladenie vzduchom.
Pretože napájacie zdroje sú súčasťou zariadenia, bude sa venovať veľká pozornosť maximálnej teplote, pri ktorej je stále prítomná normálna prevádzka. Musí byť zabezpečené chladenie zdroja s vedomím, že chladenie vzduchom závisí od nasledujúcich prvkov: • maximálna teplota pracovného prostredia • smer a smer prúdenia tepelného toku (vstup alebo výstup) • montážna plocha komponentov rozptyľujúcich teplo • prenos energie do roviny tepelné na doske s plošnými spojmi • izolačné materiály a vedenie vzduchu • použitie teplovodivých medených tyčí • epoxidové materiály používané na vystuženie a/alebo utesnenie, ktoré však prenášajú teplo • materiál krytu (kov alebo plast) • výrezy v kryte (veľkosť, usporiadanie).
MeanWell® má širokú škálu zdrojov prírodného konvekčného vzduchu na chladenie pre rôzne aplikácie až do 500 W. Pri vyšších výkonoch a/alebo nízkej hlasitosti majú zdroje vynútené chladenie ventilátora. Zdroje, ktoré pracujú vo vonkajšom prostredí (napr. Napájacie zdroje LED), majú iba prirodzené chladenie prenosom tepla.
Potreba núteného chladenia vzduchom je stanovená v raných fázach projektovania systému, v ktorom bude zdroj namontovaný. Projektant systému musí mať elektrické, mechanické a tepelné znalosti na správne navrhnutie dráhy prúdenia vzduchu, ktorá preberá teplo generované komponentmi. Je dôležité poskytnúť dostatočný priestor pre fyzické súčasti, ktoré poskytujú chladenie (chladič, prenosové materiály, ventilátor). Prietok chladiaceho vzduchu závisí od množstva tepla generovaného vo vnútri krytu a od maximálnej prípustnej úrovne teploty. Vstupný výkon striedavého prúdu je dobrý počiatočný odhad výkonu, ktorý sa rozptýli vo vnútri krytu, pričom úroveň rozptýlenia je v najhoršom prípade taká, pri ktorej sa nabíja maximálny výkon na jedno zaťaženie.
Minimálny požadovaný prietok vzduchu sa získa výpočtom na základe vzorca: Q = 1,76 W/Tc, kde: Q = požadovaný prietok vzduchu (CFM = kubické stopy za minútu), W = výkon rozptylu tepla (W), Tc = nárast teploty nad vstupnú teplotu (° C).
Poznámka 1. Prietok chladenia vzduchom (CFM) pre systém, ktorý rozptyľuje alebo spotrebúva 500 W, čo umožňuje zvýšenie o 10, vyplýva z vyššie uvedeného vzorca: 88 CFM.
Pretože prekážky v prúdení vzduchu menia statický tlak vo vnútri krytu, je určenie prietoku vzduchu poskytovaného ventilátorom namontovaným v kryte ťažšie ako na základe vzorca. Prietok vzduchu a statický tlak sú pre typického ventilátora nelineárne závislé. Prekážky musia byť minimalizované požiadavkou, aby boli zariadenia na usmerňovanie prúdenia vzduchu (deflektory) priamo na komponentoch, ktoré je potrebné chladiť. Experimentálne sa odvodilo, ako sa mení odpor voči prúdeniu vzduchu: • Prázdny kryt znižuje prúdenie vzduchu o 5-20% • Kryt s husto vysadenými časťami znižuje prúdenie vzduchu o 40-60% alebo viac.
Vedenie nasávania, výfuku a prúdenia vzduchu. Existujú dve možnosti montáže vzduchového chladiča: a) výfuk horúceho vzduchu alebo b) fúkanie studeného vzduchu do krytu. Aj keď sa na odvádzanie tepla používa rovnaké množstvo vzduchu, v závislosti od konkrétnej aplikácie má každá možnosť výhody aj nevýhody. Prúd nasávaného vzduchu nesmie mať laminárne prúdenie, ktoré by umožňovalo rovnomerne rozložené prúdenie vzduchu v kryte. To je dôležité pri odstraňovaní stojatých špičiek rozptylu vzduchu a tepla. Rozptyl tepla v turbulentnom prúdení vzduchu sa stáva dvojnásobným v porovnaní s laminárnym prúdením pri rovnakej rýchlosti objemového toku. Turbulentné prúdenie vzduchu je v chladiacich riešeniach žiaduce, ale oblasť turbulentného prúdenia vzduchu v blízkosti výfukového ventilátora je obmedzená na veľmi malú vzdialenosť, v závislosti od veľkosti ventilátora. Dobre definovaná cesta prúdenia vzduchu v celom kryte je mimoriadne dôležitá.
Poznámka 2. Za predpokladu, že sa jedná o hustý balík dielov, by mal byť ventilátor v predchádzajúcom príklade schopný poskytnúť 133 CFM vzduchu namiesto 88 CFM (tj. O 50% viac). Výrobcovia ventilátorov zvyčajne uvádzajú štatisticky najoptimistickejšie údaje o kvalitách svojich výrobkov.
Ventilačná plocha by mala byť o 50% väčšia ako otvor ventilátora. Preto je väčšina ventilátorov vo výfukovom systéme umiestnená na výstupe z krytu. Musí sa zabrániť recirkulácii vzduchu. Deflektory, kryty alebo potrubné systémy sú často potrebné na vylúčenie recirkulácie rovnakého vzduchu a na prívod čerstvého vzduchu priamo do horúcich miest. Dráha prúdenia vzduchu, rovnako ako elektrický prúd, bude mať vždy dráhu minimálneho odporu. Podzostavy a
Fyzické komponenty v kryte, ako napríklad veľké kondenzátory a dosky s plošnými spojmi, musia byť v prípade potreby chladenia inteligentne umiestnené priamo do prúdu vzduchu. Prirodzené konvekčné chladenie musí mať prioritu, musí byť jednoduché, lacné a bez hluku. V systéme musia byť moduly a komponenty chladiča umiestnené vyššie. Tepelné ventilátory v elektronickom kryte znižujú tlak vo vnútri a prach je absorbovaný cez otvory a otvory. Akumulácia prachu môže spôsobiť veľa problémov. Pretože odsávacie ventilátory musia pracovať pri vyšších teplotách, môžu mať polovičnú životnosť nasávacieho ventilátora.
Na zníženie hluku a maximalizáciu energetickej účinnosti sa odporúčajú premenlivé otáčky ventilátora. U ventilátora s premenlivou rýchlosťou reguluje teplota vzduchového okruhu automaticky rýchlosť prostredníctvom snímača umiestneného v dráhe vzduchu, čo vedie k optimálnemu prúdeniu vzduchu. Všeobecné pravidlá pre maximálne chladenie vnútorným prúdením vzduchu.
Skontrolujte: • Umiestnenie káblov - môžu blokovať prúdenie vzduchu zodpovedajúce chladeniu, ak nie sú usporiadané • Prach - nahromadenie prachu vo vnútri spotrebičov môže byť smrteľné, pretože pôsobí tak, že izoluje zakryté zariadenia.,
akumulácia tepla a zaťaženie lopatiek ventilátora a vetracie otvory sa upchajú obmedzením množstva vzduchu • Ventilátory by mali byť funkčné - pravidelne ich kontrolujte, aby ste sa ubezpečili, že pracujú efektívne. Porucha ventilátora môže stačiť na poškodenie systému. • Kryt - je navrhnutý pre vnútorný prúd vzduchu potrebný na chladenie rôznych komponentov. Ak je kryt otvorený, dynamika chladenia sa dramaticky zmení. Bez chladenia prúdenie chladiaceho vzduchu niektorých komponentov zmizne, čo má za následok vypnutie systému.
SUNON® je lídrom v oblasti ventilátorov núteného chladenia v elektronike a IT zariadeniach. Najnovšie technologické inovácie sú obsiahnuté v:
Super zelené ventilátory, ktoré poskytujú takmer o 50% nižšiu spotrebu elektrickej energie, o 38% nižšie vibrácie počas prevádzky a až o 10% zvýšené prúdenie vzduchu;
Ventilátory série High Air Flow s veľkým prietokom vzduchu, vysokým statickým tlakom, vysokou teplotnou odolnosťou a dlhou životnosťou;
Extrémne tiché ventilátory Super Silence s vysokou účinnosťou chladenia a nízkym napätím.