Tepelný management napájecího zdroje

Napájecí zdroj bude během provozu generovat teplo a neustálý nárůst teploty způsobí změny výkonu, které mohou nakonec vést k selhání systému; Teplo navíc také zkrátí životnost součástí a ovlivní dlouhodobou spolehlivost. Správa napájení proto zahrnuje také tepelný management.

Tepelné hospodářství se řídí základními fyzikálními principy. Existují tři způsoby vedení tepla: sálání, vedení a proudění. U většiny elektronických systémů je požadovaným chlazením nechat teplo opustit zdroj tepla vedením a poté ho přenést na jiná místa konvekcí.

V tepelném návrhu je nutné kombinovat různé hardwarové prvky tepelného managementu, aby se efektivně realizovalo požadované vedení a konvekce. Nejčastěji se používají tři sálavé prvky: chladič, tepelná trubice a ventilátor. chladič a heatpipe jsou pasivní chladicí systémy bez napájení, zatímco ventilátor je aktivní systém chlazení nuceným vzduchem.

Řešení chladiče:

Chladič je hliníková nebo měděná konstrukce, která může získat teplo ze zdroje tepla vedením a přenést teplo do proudu vzduchu (v některých případech do vody nebo jiných kapalin) k realizaci konvekce. Existuje mnoho druhů chladičů, jako je lisovací umyvadlo, vytlačovací chladič, chladič se šikmými žebry, chladič se skládacími žebry, chladič s pájecími žebry atd.

Chladič nemá žádné pohyblivé části, nižší provozní náklady, režim nízké poruchy. Jakmile je radiátor připojen ke zdroji tepla, jak teplý vzduch stoupá, přirozeně dochází ke konvekci, která začíná a pokračuje ve vytváření proudění vzduchu. Ale chladič, který přenáší velké teplo, má velký objem, bude mít vysokou cenu a vysokou hmotnost a musí být správně umístěn, což ovlivní nebo omezí fyzické uspořádání desky plošných spojů.

Řešení HeatPipe:

Zdroj tepla přeměňuje pracovní tekutinu v tepelné trubici na páru a pára předává teplo chladnějšímu konci tepelné trubice. Na tomto konci pára kondenzuje na kapalinu a uvolňuje teplo, zatímco kapalina se vrací do teplejšího konce. Proces přechodu morfologie plyn-kapalina je kontinuální a je řízen pouze teplotním rozdílem mezi studeným a horkým koncem. Připojení chladiče nebo jiného chladicího zařízení na studeném konci může vyřešit problém s rozptylem tepla místních horkých míst s blokovaným prouděním vzduchu.

Řešení ventilátoru:

V mnoha případech, zvláště když je dráha proudění vzduchu zakřivená, vertikální nebo zablokovaná, jsou obvykle jediným způsobem, jak dosáhnout dostatečného proudění vzduchu. Klíčovým parametrem definujícím kapacitu ventilátoru je délka jednotky nebo jednotkový objemový průtok vzduchu za minutu. Problémem je však fyzická velikost: velký ventilátor s nízkou rychlostí může produkovat stejný proud vzduchu jako malý ventilátor s vysokou rychlostí, takže existuje kompromis mezi velikostí a rychlostí. V kombinaci s modulem chladiče bude vždy poskytovat dobrý tepelný výkon v mnoha aplikacích.

Tepelný management může snížit teplotu komponentů a vnitřního prostředí v napájecím zdroji, prodloužit životnost produktů a zlepšit spolehlivost. Zahrnuje kompromisy ve velikosti, výkonu, účinnosti, hmotnosti, spolehlivosti a ceně. Priority a omezení projektu musí být vyhodnoceny při tepelném návrhu.