スイッチ電源冷却ファン|電力の熱要件と熱的方法

スイッチング電源冷却ファン。

スイッチング電源が動作すると、大量の熱が発生します。 これらの熱がスイッチング電源の温度を下げるのに間に合わない場合、通常の動作に影響を与え、深刻な場合にはスイッチング電源に損傷を与えることさえあります。

スイッチング電源の信頼性を向上させるためには、放熱設計が欠かせません。

スイッチング電源の温度上昇が高すぎると、温度に敏感な半導体デバイスや電解コンデンサなどの部品が故障します。

温度がある値を超えると、故障率は指数関数的に増加します。

電子機器の故障には多くの理由がありますが、高温が最も重要な要因であり (その他の重要な要因は、振動、湿度、ほこりの順に重要です)、電子機器に対する温度の影響は最大 60% です。

統計データによると、温度が 2 度上昇すると、電子部品の信頼性は 10% 低下します。

50 度での寿命は 25 度での 1/6 です。

電気的ストレスに加えて、温度はスイッチング電源の信頼性に影響を与える最も重要な要因です。

温度は、高出力加熱デバイスを備えた高周波スイッチング電源の信頼性に影響を与える最も重要な要因の 1 つです。

スイッチング電源の熱設計には、一般的に 2 つの側面があります。

もう一つは、スイッチング電源の信頼性を確保するために、発熱源で発生した熱をいかに外に送り出し、スイッチング電源の温度上昇を許容範囲内に抑えるかです。

加熱装置の熱をできるだけ早く放散するために、スイッチング電源の放熱設計は、一般的に、ラジエーター、冷却ファン、金属 PCB、絶縁熱伝導シートなどの側面から考慮されます。

実際の設計では、顧客と製品自体の要件、および最高のコスト効率比に従って、上記の方法を電源の設計に適用する必要があります。

スイッチング電源の実際の設計プロセスでは、通常、自然空冷と冷却ファン強制空冷の 2 つの形式を採用します。

自然空冷ヒートシンクは、ヒートシンクブレードを垂直に上向きにして取り付ける必要があります。 可能であれば、PCB 上のヒートシンクの取り付け位置の周りにいくつかの通気孔を開けて、空気の対流を促進することができます。

スイッチング電源の冷却ファンの冷却方式は強制空冷で、ファンを利用して空気を強制的に対流させます。 したがって、エアダクトの設計では、ヒートシンクブレードの軸方向がファンの排気方向と一致するようにする必要があります。 良好な換気効果を得るには、より多くの放熱デバイスを冷却ファンに近づける必要があります。

周囲温度と負荷の変化により、自然空冷と冷却ファンの強制空冷の組み合わせにより、電源装置の放散熱エネルギーをより速く放散できます。

この方法は、ファンの熱放散を増加させるだけでなく、ヒートシンク領域を縮小することもできるため、パワー コンポーネントは比較的安定した温度領域で動作し、寿命は外部条件の変化の影響を受けません。

このようにして、純粋なファン冷却ペアの電力要素の冷却遅延の欠点を克服するだけでなく、整流器の全体的な信頼性に影響を与えるファンの短い耐用年数も回避します。

特に機械室の周囲温度が非常に不安定な場合、空冷と自冷冷却技術を組み合わせることで、より優れた冷却性能を発揮します。

このタイプの整流器の材料費は、純粋なファン冷却と自然冷却の中間であり、軽量でメンテナンスが容易です。

特に、インテリジェントな空冷および自己冷却技術が使用されている場合、モジュールの温度上昇は小さく、整流器が低負荷で動作している場合、モジュールの冷却ファンは低速で動作します。

モジュールの温度が 55 ℃ を超えると、ファンの速度は温度に比例して増加します。

ファンの障害検出。 ファンの障害が発生すると、電流出力が制限され、障害アラームが生成されます。

ファンの稼働数は負荷の大きさに関係するため、ファンの耐用年数は純空冷よりも長く、信頼性が大幅に向上します。

多くの業界では、冷却ファンと自然冷却を使用したスイッチング電源が使用されています。この冷却システムは、高温条件下での環境への両方の組み合わせの冷却システムであり、整流器の内部動作温度を効果的に下げ、デバイスの寿命を延ばします。 、および低温および低負荷の条件下では、ファンが整流器の速度を低下させ、ファンの寿命を延ばします。

ラジエーターの熱放散を使用すると、デバイスの間隔と沿面距離は、高湿度の場合、高い安全性能で比較的遠くに配置できます。

整流器の小型・軽量化により、メンテナンスが容易になります。

スイッチング電源の整流器の信頼性と安定した動作を確保するためには、動作温度の上昇を抑えることが重要な技術です。

インテリジェントな空冷と自己冷却技術の組み合わせにより、環境への適応性が向上し、耐用年数が長く、安定性が高く、その他の技術的利点があります。

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