Tepelný manažment napájania

Napájací zdroj bude počas prevádzky generovať teplo a neustále zvyšovanie teploty spôsobí zmeny výkonu, čo môže nakoniec viesť k zlyhaniu systému; Okrem toho teplo skráti aj životnosť komponentov a ovplyvní dlhodobú spoľahlivosť. Správa napájania preto zahŕňa aj tepelný manažment.

Tepelné hospodárenie sa riadi základnými princípmi fyziky. Existujú tri spôsoby vedenia tepla: žiarenie, vedenie a konvekcia. Pre väčšinu elektronických systémov je požadované chladenie nechať teplo opustiť zdroj tepla vedením a potom ho preniesť na iné miesta konvekciou.

V tepelnom dizajne je potrebné kombinovať rôzne hardvérové ​​​​riadiace prvky, aby sa efektívne realizovalo požadované vedenie a konvekcia. Existujú tri najčastejšie používané sálavé prvky: chladič, tepelná trubica a ventilátor. chladič a tepelná trubica sú pasívne chladiace systémy bez napájania, zatiaľ čo ventilátor je aktívny systém chladenia núteným vzduchom.

Riešenie chladiča:

Chladič je hliníková alebo medená konštrukcia, ktorá môže získavať teplo zo zdroja tepla vedením a odovzdávať teplo prúdeniu vzduchu (v niektorých prípadoch vode alebo iným kvapalinám), aby sa realizovala konvekcia. Existuje mnoho druhov chladičov, ako je lisovací drez, extrúzny chladič, chladič so šikmými rebrami, chladič s priečinkami, chladič na spájkovanie atď.

Chladič nemá žiadne pohyblivé časti, nižšie prevádzkové náklady, režim nízkej poruchy. Akonáhle je radiátor pripojený k zdroju tepla, ako teplý vzduch stúpa, prirodzene nastáva konvekcia, ktorá začína a pokračuje vo vytváraní prúdenia vzduchu. Ale chladič, ktorý prenáša veľké teplo, má veľký objem, bude mať vysoké náklady a veľkú hmotnosť a musí byť správne umiestnený, čo ovplyvní alebo obmedzí fyzické usporiadanie dosky plošných spojov.

Riešenie HeatPipe:

Zdroj tepla premieňa pracovnú tekutinu na paru v tepelnej trubici a para prenáša teplo na chladnejší koniec tepelnej trubice. Na tomto konci para kondenzuje na kvapalinu a uvoľňuje teplo, zatiaľ čo kvapalina sa vracia do teplejšieho konca. Proces prechodu morfológie plyn-kvapalina je kontinuálny a poháňaný iba teplotným rozdielom medzi studeným koncom a horúcim koncom. Pripojenie chladiča alebo iného chladiaceho zariadenia na studenom konci môže vyriešiť problém s rozptylom tepla miestnych horúcich miest s blokovaným prúdením vzduchu.

Riešenie ventilátora:

V mnohých prípadoch, najmä ak je dráha prúdenia vzduchu zakrivená, vertikálna alebo zablokovaná, sú zvyčajne jediným spôsobom, ako získať dostatočný prúd vzduchu. Kľúčovým parametrom určujúcim kapacitu ventilátora je jednotková dĺžka alebo jednotkový objemový prietok vzduchu za minútu. Problémom je však fyzická veľkosť: veľký ventilátor s nízkou rýchlosťou môže produkovať rovnaký prúd vzduchu ako malý ventilátor s vysokou rýchlosťou, takže existuje kompromis medzi veľkosťou a rýchlosťou. V kombinácii s modulom chladiča bude vždy poskytovať dobrý tepelný výkon v mnohých aplikáciách.

Tepelný manažment môže znížiť teplotu komponentov a vnútorného prostredia v napájacom zdroji, predĺžiť životnosť produktov a zlepšiť spoľahlivosť. Zahŕňa kompromisy veľkosti, výkonu, účinnosti, hmotnosti, spoľahlivosti a nákladov. Priority a obmedzenia projektu musia byť vyhodnotené pri tepelnom návrhu.