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    開關電源散熱風扇|電源散熱需求及散熱方式簡述
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    開關電源散熱風扇|電源散熱需求及散熱方式簡述

    2019-10-31

    開關電源散熱風扇。開關電源工作時會產生大量的熱量,若不能把這些熱量及時地排出,降低開關電源的溫升,將會影響其正常工作,嚴重時甚至會損壞開關電源。為提高開關電源工作的可靠性,散熱設計是必不可少的重要一個環節。開關電源內部的溫升過高,將會導致對溫度敏感的半導體器件、電解電容等元器件的失效。當溫度超過一定值時,失效率呈指數規律增加。造成電子設備故障的原因雖然很多,但是高溫是其中最重要的因素(其它因素按重要性依次是振動、潮濕、灰塵),溫度對電子設備的影響高達60%。統計資料表明,電子元器件溫度每升高2℃,可靠性就要下降10%;溫升50℃時的壽命只有溫升25℃時的1/6。除了電應力之外,溫度是影響開關電源可靠性的最重要的因素。對于有大功率的發熱器件的高頻開關電源,溫度更是影響其可靠性的最重要的因素之一。

    開關電源熱設計一般包括兩個方面:一是如何控制發熱源的發熱量;二是如何將發熱源產生的熱量散發出去,使開關電源的溫升控制在允許的范圍之內,以保證開關電源的可靠性。

    為了將發熱器件的熱量盡快地發散出去,一般從以下幾個方面進行考慮開關電源的散熱設計:散熱器、散熱風扇、金屬pcb、絕緣導熱片等。在實際設計中需要針對客戶以及產品本身的要求及費效比合理地將上述幾種方法綜合運用到電源的設計中。

    在開關電源的實際設計過程中,通常采用自然風冷與散熱風扇強制風冷二種形式。自然風冷的散熱片安裝時應使散熱片的葉片豎直向上放置,若有可能則可在pcb上散熱片安裝位置的周圍鉆幾個通氣孔便于空氣的對流。開關電源散熱風扇的散熱方式是強制風冷,利用風扇強制空氣對流,所以在風道的設計上同樣應使散熱片的葉片軸向與風扇的抽氣方向一致,為了有良好的通風效果越是散熱量大的器件越應靠近散熱風扇。

    由于環境溫度的變化和負載的變化,電源工作時的耗散熱能,采用自然風冷與散熱風扇強制風冷相結合可以更快的將熱能散發出去。這種方式在增加風扇散熱的同時,可以減少散熱器面積,使得功率元件工作在相對穩定的溫度場條件下,使用壽命不會因為外部條件變換受影響。這樣不僅克服純風扇冷卻對的功率元件散熱調節滯后的缺點,也了避免風扇使用壽命低影響整流器的整體可靠性。尤其在機房的環境溫度很不穩定的情況下,采用風冷和自冷相結合的冷卻技術具有更好的冷卻性能。這種方式整流器的材料成本在純風扇冷去和自然冷卻兩種方式之間,重量低,維護方便。

    尤其在采用智能風冷和自冷技術時,可以讓整流器在低負載工作條件下,模塊溫升小,模塊散熱風扇處于低速運轉狀態。在高負載工作條件下,模塊升溫,模塊升溫超過55℃,風扇轉速隨溫度變化線性增長。風扇故障在位檢測,風扇故障后,風扇故障限流輸出,同時故障報警。由于風扇運轉數度與負載大小相關,使得風扇的使用壽命比純風冷時要長,其可靠性也大大提高。

    很多行業使用的開關電源采用散熱風扇和自然冷卻相結合的冷卻方式,既能在環境溫度高的情況下,有效的降低整流器內部的工作溫度,延長器件使用壽命,又能在環境溫度低及負載低的情況下,整流器的風扇降低轉速工作,延長風扇的使用壽命。采用散熱器散熱,其器件間距及爬電距離可相對較遠,在高濕度的情況下,安全性能高。整流器體積較小、重量較輕,使維護工作變得輕松。

    為保證開關電源的整流器的可靠穩定工作,減少其工作溫升是一項關鍵技術。采用智能風冷和自冷相結合技術,具有對環境適應性更強,使用壽命長,可靠穩定等技術優勢。


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