Strømforsyningsenhed køleløsning

Vi ved alle, at termisk styring er et vigtigt aspekt af strømstyring. Det skal holde komponenter og systemer inden for temperaturgrænser. Passive løsninger starter med heatsinks og heat pipes, og kan bruge ventilatorer til aktiv køling for at forstærke køleeffekten.Systemmodellering på komponentniveau og færdigt produktniveau giver designere mulighed for at lave en førsteordens omtrentlig analyse af kølestrategien. Brug af beregningsvæskedynamik til yderligere analyse kan fuldt ud forstå den overordnede varmesituation og virkningen af ​​ændringer i kølestrategi. Alle varmestyringsløsninger involverer afvejninger i størrelse, effekt, effektivitet, vægt, pålidelighed og omkostninger og skal evaluere projektets prioriteter og begrænsninger.

Alle varmestyringsløsninger følger fysikkens grundlæggende principper. I køletilstanden er der tre måder at varmeledning på: stråling, ledning og konvektion.

For de fleste elektroniske systemer er den køling, der kræves for at opnå, at lade varmen forlade den direkte varmekilde ved ledning og derefter overføre den til andre steder ved konvektion. Designudfordringen er at kombinere forskellige termiske styringshardware for effektivt at opnå den nødvendige ledning og konvektion. Der er tre mest brugte køleelementer: radiator, varmerør og ventilator. Radiatorer og varmerør er passive kølesystemer uden strømforsyning, hvilket også omfatter naturligt inducerede lednings- og konvektionsmetoder. I modsætning hertil er ventilatoren et aktivt tvungen luftkølesystem.

Køling med køleplade:

Kølepladen er en aluminium- eller kobberstruktur, som kan hente varme fra varmekilden gennem ledning og overføre varmen til luftstrømmen (i nogle tilfælde til vand eller andre væsker) for at realisere konvektion. Radiatorer kommer i tusindvis af størrelser og former, fra små stemplede metalfinner, der forbinder en enkelt transistor, til store ekstruderinger med mange finner, der kan opfange og overføre varme til den konvektive luftstrøm.

En af fordelene ved kølepladen er, at der ikke er nogen bevægelige dele, ingen driftsomkostninger og ingen fejltilstande. Når først en heatsik af den rigtige størrelse er tilsluttet varmekilden, vil der naturligt forekomme konvektion, efterhånden som den varme luft stiger, som starter og fortsætter med at danne luftstrøm. Derfor er disse fordele meget vigtige, når du bruger en heatsink for at give jævn luftstrøm mellem varmekildens indløb og udløb. Desuden skal indløbet være under radiatoren, og udløbet skal være over; Ellers vil den varme luft stagnere på varmekilden, hvilket vil forværre situationen yderligere.

Tilføjelse af Heatpipes:

Funktionen af ​​varmerør er at absorbere varme fra varmekilden og overføre den til det koldere område, men det fungerer ikke i sig selv som en radiator. Når der ikke er plads nok i nærheden af ​​varmekilden til at placere radiatoren eller luftstrømmen er utilstrækkelig, kan varmerøret bruges. Varmerøret har høj effektivitet og kan overføre varme fra kilden til et sted, der er mere bekvemt for styring.

Tilføjelse af køleventilator:

 Det er klart, at blæsere vil øge omkostningerne, kræve plads og øge systemstøjen. Som en elektromekanisk enhed er ventilatoren også tilbøjelig til at fejle, hvilket forbruger energi og påvirker effektiviteten af ​​hele systemet. Men i mange tilfælde, især når luftstrømningsvejen er buet, lodret eller blokeret, er de normalt den eneste måde at opnå tilstrækkelig luftstrøm på. Mange applikationer bruger termisk styrede blæsere, der kun fungerer, når det er nødvendigt for at reducere hastigheden, og derved reducere strømforbruget, og bruger blade, der minimerer støj ved den optimale driftshastighed.

Modellering og termisk simulering:

Modellering og simulering er afgørende for en effektiv termisk styringsstrategi for at bestemme, hvor meget køleluft, der kræves, og hvordan køling opnås. Luftstrømmen gennem forskellige varmekilder kan dimensioneres til at holde dens temperatur under den tilladte grænse. Ved at bruge lufttemperatur, tilgængelig strøm af ikke-tvungen luftstrøm, blæserluftstrøm og andre faktorer til grundlæggende beregning, kan vi groft forstå temperaturtilstanden.

Ved at foretage nogle justeringer kan designere se, om større luftporte kræver mere luft, afgøre, om andre luftstrømningsveje er mere effektive, identificere forskelle i brugen af ​​større eller forskellige radiatorer, undersøge brugen af ​​varmerør til at flytte hot spots osv. Disse CFD-modelleringssoftwarepakker kan generere tabeldata og farvebilleder af varmeafledning. Ændringer i ventilatorstørrelse, luftstrøm og position er også nemme at modellere.

Strømstyring også termisk styring, især hvordan afkøling af strømrelaterede funktioner vil påvirke det termiske design og varmeakkumulering. Derudover, selvom komponenterne og systemerne fortsætter med at arbejde inden for specifikationsområdet, vil temperaturstigningen forårsage ændringer i ydeevnen med ændringen af ​​komponentparametre. Overophedning kan også forkorte komponenternes levetid og dermed forkorte middeltiden mellem fejl, hvilket også er en faktor, der skal tages i betragtning for at sikre langsigtet pålidelighed.