tippek

A jelenlegi tápegységek hűtési technikái egyre nagyobb jelentőségűek a kisebb méretű hűtőbordák és a nagyobb teljesítménysűrűség miatt. A tápegységek elengedhetetlenek minden alkalmazásban, működésének garantálása és élettartamának növelése érdekében elengedhetetlen a hűtés helyes méretezése.

Hőgazdálkodás és hűtés

Mindenki tudja, hogy ha a hőt egy zárt térben elvezetik, akkor a hőmérséklet ezen a téren belül megnő, vagyis a környezeti hőmérséklet nő. Ha van egy készülékünk egy olyan szekrényben, ahol a forrás terhelést táplál, például egy NYÁK-ot, akkor a forrás által elvezetett hő és terhelése miatti környezeti hőmérséklet növekedése maga a forrás és a terhelése forróbbá válik., esetleg eléri a maximális üzemi hőmérsékletet.

Amikor ez megtörténik, szembesülünk az elektronikus rendszer megbízhatatlanságának vagy csökkentett élettartamának első számú okával. Például az elektrolit kondenzátorok élettartama, amelyről egy előző bejegyzésben beszéltünk, szorosan összefügg a berendezés belső hőmérsékletével. Ezen kívül vannak más elektronikus alkatrészek, amelyek szintén csökkentik megbízhatóságukat, miközben felmelegednek. Az egyre kisebb, tehát kisebb hűtőbordákkal történő tervezésre való hajlam azt jelenti, hogy a hőkezelést nagyon jól kell méretezni .

A hűtés javításának egyszerű módja egy ventilátor használata a hő feleslegének a ház belsejéből történő kinyerésére. Néhány szökőkutat ventilátoros hűtésre terveztek, és ilyen esetekben a szükséges légáramlást a forrásdokumentáció határozza meg. Fontos megjegyezni, hogy ez a szükséges légáramlás magában az áramforrásban, és nem más ponton, még akkor is, ha rövid távolságra van. Mivel a levegő mindig a legkisebb ellenállás útját követi, a ventilátor által generált levegőnek csak egy része megy oda, ahova az áramellátásnak szüksége van. A forrás belső terelőelemei segítenek a levegő helyes irányításában, és lehűtik a szükséges elektronikát.

Légáramlás kiszámítása

Azokban az esetekben, amikor a forrást konvekcióval hűtik, vagy ha a berendezésnek alacsonyabb hőmérsékleten kell működnie, a levegő áramlását az alábbi lépések követésével kell kiszámítani:

Először is szükséges állítsa be a maximális üzemi hőmérsékletet a tápegységhez vagy a berendezés elektronikájához, ahol biztonságosan dolgozhat. Egy forrás esetében a tipikus érték 50º C, és meghatározható a biztonsági előírásokban, vagy alacsonyabb hőmérsékleten is működhet a berendezés élettartamának növelése érdekében. Általános szabály, hogy egy elektrolit kondenzátor külső kapszulájának 10 ° C-os csökkenése megduplázhatja annak élettartamát.

Akkor muszáj vegye figyelembe az elérhető legmagasabb hőmérsékletet a forrást tartalmazó berendezés házának környezetében, és a kettő közötti különbség a megengedett legnagyobb hőmérséklet-emelkedés. Például, ha a forrás képes működni 50 ° C környezeti hőmérsékleten, és a forrást tartalmazó berendezést kényszerhűtés nélküli környezetben történő használatra tervezték, ahol a maximális hőmérséklet elérheti a 40 ° C-ot is, akkor a megengedett maximális hőmérséklet-növekedés 10 ° C .

A következő lépés az állítsa be az elvezethető energia mennyiségét. A berendezés házában elvesztett teljes teljesítmény a terhelés által felhasznált teljesítmény és a forrásból származó hőveszteség összege. Például, ha a terhelés 260 W, és feltételezve, hogy az áramellátás 80% -kal hatékony, a teljes eloszlott teljesítmény: 260 W/0,8 = 325 W

Innen lehet számítsa ki a szükséges légáramot. Van egy egyszerű és univerzális képlet az áramlás eléréséhez, amely szükséges a hőmérséklet-növekedés fenntartásához és egy adott hőmennyiséghez, állandó értéke 2,6. A képlet:

Levegőáram (m 3/h) = 2,6 * összes leadott teljesítmény (W)/Megengedett hőmérséklet-emelkedés (ºC)

Példánkban a szükséges légáram 2,6 * 325 W/10ºC = 84,5 m 3/h lesz

A nyomásveszteség kiszámítása

Sajnos a megoldás nem olyan egyszerű, mint kiszámítani a szükséges áramlási értéket a fenti képlettel, és az eredmény felhasználásával kiválasztani egy ventilátort az áramlási adatokkal. A kapott adatok szabadban történő felhasználásra szolgálnak, és a valóságban a számítógép esetében a légáramlással szembeni természetes ellenállást kínálják nyomásesésnek vagy veszteségnek, amely rontja a ventilátor teljesítményét.

A nyomásesés minden alkalmazásnál eltérő lesz, a különböző méretű NYÁK-ok és a berendezésen belüli elhelyezkedésük, a be- és kimeneti nyílások mérete, a keresztmetszeti terület, amelyen keresztül a légáramlás át akar menni, stb.

A dolgok kissé bonyolultabbá válnak, amikor a nyomásveszteség a házon áthaladó levegő sebességétől is függ, és ezt a nyomásveszteséget viszont befolyásolja a levegő sebessége. A nagyobb légsebesség nagyobb nyomásesést eredményez, de nagyobb nyomásesés csökkenti a levegő sebességét. Ha rosszul választják meg, akkor a ventilátor nem biztos, hogy hasznos olyan alkalmazásokban, ahol az ebből eredő nyomásveszteség és a légsebesség még a hőszigeteléshez szükséges szint alatt is megszakad.

Túl bonyolult lenne meghatározni a nyomásveszteséget az egyes alkalmazásokhoz, mivel ez a folyadékdinamikai egyenletek részletes ismeretét igényli, de közelíteni lehet egy jellegzetes grafikon segítségével, például az alábbiakban. Ez megadja a kezdeti kiindulási pontot, amely felhasználható a további értékelés során.

Készülék jelleggörbéje

Ha figyelembe vesszük a korábban kiszámított levegő áramlását, akkor a görbe azt jelzi, hogy a nyomásveszteség 11 Pa lenne. Akkor tudjuk, hogy egy r ventilátor képes 84,5 m 3/h (23,47 x 10-3 m3/s) áramlásra. ), amelynek nyomásvesztesége 11 Pa. Minden gyártó közzéteszi az egyes ventilátorok grafikonját, amely a különböző nyomásveszteségeknél a levegő áramlását mutatja. Az alábbi példa öt rajongó grafikonját mutatja. A világos színű terület az egyes ventilátorok optimális munkaterületét mutatja.

Ventilátor légáramlása különböző légnyomáson

Egyéb tényezők

Miután megállapították a légáramlást és a nyomásesést, más tényezőket is figyelembe kell venni. Amint fentebb említettük, a berendezés hűtésére általában a ventilátor bárhol elhelyezhető, amíg a levegő áramlik a hőt előállító alkatrészek között. A tápegységhez azonban, amelyet kényszerített szellőzéssel terveztek használni, az áramló levegő mennyisége a forrás felett kritikus a megfelelő és megbízható működéshez.

Ha a ventilátort nem lehet a forráshoz nagyon közel felszerelni, vagy ha az összes légáram nem irányítható az áramforrás felé, akkor a választott ventilátor értékének sokkal nagyobbnak kell lennie. Egyes ventilátorok levegősebességét lineáris láb/perc (LFM) értékben adják meg. Mások volumetrikus besorolása köbméter/perc (CFM: köbméter/perc) vagy köbméter/óra (m3/h). A két egység közötti átalakításhoz ismernie kell a ventilátor keresztmetszeti területét.

Másrészt a ventilátorral rendelkező számítógépek gyakran porszűrővel rendelkeznek, hogy megakadályozzák a számítógépbe jutást. A szűrő növeli a légáramlással szembeni ellenállást, amely hozzájárul a nyomásvesztéshez, és amelyet figyelembe kell venni. De ami a legfontosabb, mivel a szűrő eltömődik a szennyeződésektől, nőhet a nyomásveszteség, és egy érvényes ventilátor kezdetben alkalmatlanná válhat egy idő után. Ezért a porszűrőket rendszeresen tisztítani vagy cserélni kell.

Ventilátor hozzáadása a számítógéphez hallható zajt is okoz. Egyes alkalmazások nem tolerálnak semmilyen zajt, például néhány kórházi alkalmazásban, hangstúdióban stb. Még a már zajos környezetbe telepítendő alkalmazásokban is minimalizálni szeretné a hallható zajt. Ezt különféle módszerekkel lehet megtenni.

Első, jobb minőségű csapágyú ventilátor használata. A golyóscsapágy-ventilátorok általában halkabbak, mint a hüvelyes-csapágyú ventilátorok, és előnyük, hogy hosszabb az élettartamuk. Természetesen vannak olyan ventilátorok, amelyek a hüvelycsapágyak belsejében impregnált olajat használnak a zaj minimalizálása érdekében.

Továbbá egy adott légmennyiségre, egy nagyobb ventilátor általában halkabb, mint egy kisebb ventilátor, a nagyobb pengékhez szükséges alacsony sebesség miatt. Figyelembe kell venni minden olyan zajt is, amelyet e ventilátorlapátok a közvetlen közelében lévő rögzített rész közelében haladnak el, például egy ujjvédőt. Ha a ventilátort kissé el lehet választani a ventilátorlapátoktól, akkor a zaj csökken.

Egy másik módszer a zaj minimalizálására az csökkentse a ventilátor tápfeszültségét. A ventilátorok üzemi feszültségtartományokkal vannak megadva, és a közvetlen feszültségű bemenetek általában a szállított feszültségtől függő sebességgel forognak. A lassabb ventilátor kevesebb hallható zajt bocsát ki.

A csendes erőltetett ventilátorforrásokra példa az XP Power GCS250. Csak 7 CFM légáramra van szüksége, összehasonlítva más hasonló ipari forrásokkal, amelyekhez 30 CFM szükséges. A GCS250-hez szükséges alacsony légáramlás segít a hallható zaj minimalizálásában.

Következtetés

Az áramellátás hőkezelése egyre fontosabbá válik a kisebb hűtőborda-méretek és a nagyobb teljesítménysűrűség miatt. A forrásdokumentáció alapvető információkat tartalmaz a berendezés tervezői számára annak biztosítására, hogy az áramellátó alkatrészeket ne működtessék túl magas hőmérsékleten az adott alkatrészekre megadott maximális hőmérséklethez képest. Miután a ventilátort az előző módszerrel választottuk meg, végső ellenőrzést kell végezni az alkatrészek hőmérsékletének mérésével a végső berendezésben. És ha kiderül, hogy egy alkatrész hőmérséklete meghaladja a dokumentációban megadott értéket, akkor a levegő áramlását és annak irányát újra kell számolni.

A V enco-nál az XP Power szállítói és más tápegység-gyártók vagyunk. Vegye fel velünk a kapcsolatot, és tanácsot adunk Önnek .

A cikket "Tippek és tippek a hűtőventilátorok tápellátásához" fordította és adaptálta Andrew Bryars, az XP Power alkalmazásmérnöki vezetője.