Теплове рішення для промислового вимикача
Ми всі знаємо, що якщо електронні вироби мають погане розсіювання тепла, ефективність роботи чіпа буде значно знижена. Якщо вона перевищить допустиму робочу температуру, це призведе до збою або навіть перегорання обладнання. Отже, проектуючи промислові вимикачі, ми повинні приділити достатньо уваги конструкції розсіювання тепла, вибрати відповідне теплове рішення та параметри.
Тепловий дизайн промислового комутаційного обладнання в основному включає три типи технологій: без встановлення радіаторів, встановлення радіаторів та рідинне охолодження.
1. Відсутність встановлення радіатора, як правило, для охолодження пристроїв малої потужності, і конструкція з наступних трьох аспектів для покращення ефективності розсіювання тепла без встановлення радіатора:
Перший метод – це розсіювання тепла провідністю, який може використовувати матеріали з високою теплопровідністю для виготовлення компонентів теплопередачі або зменшити контактний тепловий опір і максимально скоротити тепловий шлях.
Другий тип - це конвективне розсіювання тепла, яке включає два способи: розсіювання тепла природною конвекцією і розсіювання тепла примусовою конвекцією. При розсіюванні тепла природної конвекції слід звернути увагу на наступні моменти: при проектуванні друкованих плат і компонентів необхідно залишити додатковий простір; При розташуванні компонентів слід звернути увагу на розумний розподіл температурного поля; Збільшити площу контакту з конвективними середовищами
Третій метод полягає у використанні характеристик теплового випромінювання, чого можна досягти шляхом збільшення шорсткості поверхні нагрівального елемента, збільшення різниці температур навколишнього середовища навколо випромінюючого елемента або збільшення площі поверхні випромінюючого елемента.
Ця конструкція, яка не вимагає додаткових радіаторів, зазвичай проводить тепло мікросхеми до зовнішньої оболонки продукту, збільшує площу теплообміну та відіграє роль у швидкому охолодженні. У той же час на корпусі також відкриваються вентиляційні отвори або додаються системні вентилятори для збільшення теплообміну між внутрішньою та зовнішньою частинами корпусу.
2. Додавання радіатора повітряного охолодження:
Додавши радіатор повітряного охолодження, ми можемо легко охолодити пристрій за допомогою активного охолодження або примусового повітряного охолодження, але нам все одно потрібно враховувати наступні моменти:
1. Вибір радіатора. Принцип вибору радіатора полягає у виборі радіатора з невеликим об’ємом і малою вагою, наскільки це можливо, з урахуванням забезпечення достатнього розсіювання тепла, щоб заощадити внутрішній простір і зменшити загальну вагу адаптера живлення.
2. Установка радіатора. При установці радіатора необхідно, наскільки це можливо, вибрати спосіб установки з невеликим тепловиділенням і тепловим опором.
3. Зведіть до мінімуму тепловий опір інтерфейсу. Поверхня радіатора має бути плоскою та гладкою, на неї нанесено силіконове мастило або теплопровідну прокладку, щоб зменшити контактний термічний опір між радіатором і силовим напівпровідником.
3. Конструкція вентилятора охолодження:
Вентилятор звичайного комерційного комутатора завжди працює на повній швидкості (SPD), що не тільки спричиняє марну витрату енергії та збільшує загальний шум, але також збільшує непотрібне виробництво електроенергії та накопичення пилу всередині корпусу. Що ще важливіше, термін служби вентилятора на повній швидкості становить близько 20 000 годин, що становить 2,28 року (згідно з даними, наданими SANYOFANDATASHEET). Через 20 000 годин швидкість вентилятора поступово зменшиться, що спричинить нестабільність усієї машини. Однак через відсутність підрозділів моніторингу цю приховану небезпеку важко виявити. Наприклад, коли рівень втрати пакетів промислових комутаторів поступово зростає, нелегко виявити, що це пов’язано зі старінням вентилятора, зниженням швидкості та накопиченням занадто густого пилу, який спричиняє температуру клавіш компоненти всередині шасі, щоб піднятися.
На ранній стадії проектування комутатора ми повинні повністю враховувати робоче середовище обладнання та найвищу робочу температуру всіх електронних компонентів, щоб встановити робочу температуру нагрівального чіпа. Потім, проектуючи структуру материнської плати та корпусу, ми також повинні розглянути конструкцію радіатора, щоб узгодити теплову та структурну конструкцію з найкращою схемою відповідності та відповідати різноманітним вимогам роботи обладнання.
