Τροφοδοτικό Θερμική Διαχείριση

Το τροφοδοτικό θα παράγει θερμότητα κατά τη λειτουργία και η συνεχής αύξηση της θερμοκρασίας θα προκαλέσει αλλαγές στην απόδοση, οι οποίες μπορεί τελικά να οδηγήσουν σε αστοχία του συστήματος. Επιπλέον, η θερμότητα θα μειώσει επίσης τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων και θα επηρεάσει τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία. Επομένως, η διαχείριση ενέργειας περιλαμβάνει και θερμική διαχείριση.

Η θερμική διαχείριση ακολουθεί τις βασικές αρχές της φυσικής. Υπάρχουν τρεις τρόποι αγωγής θερμότητας: η ακτινοβολία, η αγωγή και η μεταφορά. Για τα περισσότερα ηλεκτρονικά συστήματα, η απαιτούμενη ψύξη είναι να αφήσει τη θερμότητα να φύγει από την πηγή θερμότητας μέσω αγωγιμότητας και στη συνέχεια να τη μεταφέρει σε άλλα μέρη με συναγωγή.

Στον θερμικό σχεδιασμό, είναι απαραίτητος ο συνδυασμός διαφόρων υλισμικών θερμικής διαχείρισης για την αποτελεσματική υλοποίηση της απαιτούμενης αγωγιμότητας και μεταφοράς. Υπάρχουν τρία πιο συχνά χρησιμοποιούμενα στοιχεία ακτινοβολίας: ψύκτρα, σωλήνας θερμότητας και ανεμιστήρας. Η ψύκτρα και ο σωλήνας θερμότητας είναι συστήματα παθητικής ψύξης χωρίς τροφοδοσία ρεύματος, ενώ ο ανεμιστήρας είναι ένα σύστημα ενεργού εξαναγκασμένης ψύξης αέρα.

Λύση ψύκτρας:

Η ψύκτρα είναι μια δομή αλουμινίου ή χαλκού, η οποία μπορεί να λάβει θερμότητα από την πηγή θερμότητας μέσω αγωγιμότητας και να μεταφέρει τη θερμότητα στη ροή του αέρα (σε ορισμένες περιπτώσεις, σε νερό ή άλλα υγρά) για να πραγματοποιήσει τη μεταφορά. Υπάρχουν πολλά είδη ψύκτρες, όπως η ψύκτρα σφράγισης, η ψύκτρα εξώθησης, η ψύκτρα με πτερύγιο, η ψύκτρα με πτερύγια φακέλου, η ψύκτρα με πτερύγια συγκόλλησης κ.λπ.

Η ψύκτρα δεν έχει κινούμενα μέρη, χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, χαμηλή λειτουργία αστοχίας. Μόλις το ψυγείο συνδεθεί με την πηγή θερμότητας, καθώς ο θερμός αέρας ανεβαίνει, θα συμβεί φυσικά η μεταφορά, αρχίζοντας και συνεχίζοντας να σχηματίζει ροή αέρα. Όμως η ψύκτρα που εκπέμπει μεγάλη θερμότητα έχει μεγάλο όγκο, θα έχει υψηλό κόστος και μεγάλο βάρος και πρέπει να τοποθετηθεί σωστά, κάτι που θα επηρεάσει ή θα περιορίσει τη φυσική διάταξη της πλακέτας κυκλώματος.

Λύση HeatPipe:

Η πηγή θερμότητας μετατρέπει το ρευστό εργασίας σε ατμό στον σωλήνα θερμότητας και ο ατμός μεταφέρει θερμότητα στο ψυχρότερο άκρο του σωλήνα θερμότητας. Σε αυτό το άκρο, ο ατμός συμπυκνώνεται σε υγρό και απελευθερώνει θερμότητα, ενώ το ρευστό επιστρέφει στο θερμότερο άκρο. Η διαδικασία μετάβασης της μορφολογίας αερίου-υγρού είναι συνεχής και καθοδηγείται μόνο από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ψυχρού και του θερμού άκρου. Η σύνδεση μιας ψύκτρας ή άλλης συσκευής ψύξης στο ψυχρό άκρο μπορεί να λύσει το πρόβλημα απαγωγής θερμότητας των τοπικών καυτών σημείων με αποκλεισμένη ροή αέρα.

Λύση ανεμιστήρα:

Σε πολλές περιπτώσεις, ειδικά όταν η διαδρομή ροής αέρα είναι καμπύλη, κατακόρυφη ή μπλοκαρισμένη, είναι συνήθως ο μόνος τρόπος για να επιτευχθεί επαρκής ροή αέρα. Η βασική παράμετρος που καθορίζει τη χωρητικότητα του ανεμιστήρα είναι το μήκος της μονάδας ή η μονάδα όγκου ροής αέρα ανά λεπτό. Ωστόσο, το φυσικό μέγεθος είναι ένα πρόβλημα: ένας μεγάλος ανεμιστήρας με χαμηλή ταχύτητα μπορεί να παράγει την ίδια ροή αέρα με έναν μικρό ανεμιστήρα με υψηλή ταχύτητα, επομένως υπάρχει μια αντιστάθμιση μεταξύ μεγέθους και ταχύτητας. Σε συνδυασμό με τη μονάδα ψύκτρας θα παρέχει πάντα καλή θερμική απόδοση σε πολλές εφαρμογές.

Η θερμική διαχείριση μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία των εξαρτημάτων και το εσωτερικό περιβάλλον στο τροφοδοτικό, να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των προϊόντων και να βελτιώσει την αξιοπιστία. Περιλαμβάνει τις αντισταθμίσεις μεγέθους, ισχύος, απόδοσης, βάρους, αξιοπιστίας και κόστους. Οι προτεραιότητες και οι περιορισμοί του έργου πρέπει να αξιολογηθούν κατά την εκτέλεση του θερμικού σχεδιασμού.