通信開關電源冷去技術的設計首先要是滿足行業(yè)各項技術性能要求,。為更加適應通信機房的特殊環(huán)境使用環(huán)境,要求其冷卻方式對環(huán)境溫度變化適應性強,。目前整流器常用的冷卻方式有自然冷卻,、純風扇冷卻、自然冷卻和風扇冷卻相結合三種,。自然冷卻具有無機械故障,,可靠性高;無空氣流動,,灰塵少,,有利于散熱,;無噪音等特點。純風扇冷卻具有設備重量輕,,成本低,。風扇和自然冷卻相結合的技術具有有效減小設備體積和重量,風扇的使用壽命高,,風扇故障自適應能力強等特點,。
1、自然冷卻
自然冷卻方式是開關電源早期的傳統(tǒng)冷卻方式,,這種方式主要是依靠大的金屬散熱器來進行直接的熱傳導式散熱,。換熱量Q=KA△t(K換熱系數,A換熱面積,△t溫度差),。當整流器輸出功率增大時,,其功率元件的溫度會上升,△t溫度差也增加,,所以當整流器A換熱面積足夠時,,其散熱是沒有時間滯后,功率元件的溫差小,,其熱應力與熱沖擊小,。但這種方式的主要缺點就是散熱片體積和重量大。變壓器的繞制為盡可能降低溫升,,防止溫度的上升影響其工作性能,,所以其材料選擇的裕量較大,變壓器的體積和重量也大,。整流器的材料成本高,,維護更換不方便。由于其對環(huán)境的潔凈度要求不高,,目前對于小容量通信電源,,在些小型專業(yè)通信網還有部分應用,如電力,、石油,、廣電、軍隊,、水利,、國安、公安等,。
2,、風扇冷卻
隨著風扇制造技術的發(fā)展,風扇的工作穩(wěn)定性和使用壽命有較大的進步,其平均無故障時間是5萬小時,。
采用風扇散熱后可以減去笨重的散熱器,,使得整流器的體積和重量大大改善,原材料成本也大大降低,。隨市場競爭的加劇,,市場價格的下滑,這種技術已成為當前的主要潮流,。
這種方式的主要缺點是風扇的平均無故障時間較整流器10萬小時時間短,,若風扇故障后對電源的故障率影響大。所以為保證風扇的使用壽命,,風扇的轉速是隨設備內的溫度變化而變化的,。其散熱量Q=Km△t(K換熱系數,m換熱空氣質量,△t溫度差),。m換熱空氣質量是和風扇的轉速相關,,當整流器輸出功率增大時,其功率元件的溫度會上升,,而功率元件溫度的變化到整流器能將這種變化檢測到,,再到增加風扇的轉速以加強散熱,在時間上是有很大滯后的,。如果負載經常突變,,或者市電輸入波動大,就會造成功率元件出現快速的冷熱變化,,這種突變的半導體溫度差產生的熱應力與熱沖擊,,會導致元件的不同材料部分產生應力裂紋。使之過早失效,。
3,、風扇和自然冷卻相結合
由于環(huán)境溫度的變化和負載的變化,電源工作時的耗散熱能,,采用風扇和自然冷卻方式相結合可以更快的將熱能散發(fā)出去,。這種方式在增加風扇散熱的同時,可以減少散熱器面積,,使得功率元件工作在相對穩(wěn)定的溫度場條件下,使用壽命不會因為外部條件變換受影響,。這樣不僅克服純風扇冷卻對的功率元件散熱調節(jié)滯后的缺點,,也了避免風扇使用壽命低影響整流器的整體可靠性。尤其在機房的環(huán)境溫度很不穩(wěn)定的情況下,,采用風冷和自冷相結合的冷卻技術具有更好的冷卻性能,。這種方式整流器的材料成本在純風扇冷去和自然冷卻兩種方式之間,重量低,,維護方便,。
尤其在采用智能風冷和自冷技術時,,可以讓整流器在低負載工作條件下,模塊溫升小,,模塊風扇處于低速運轉狀態(tài),。
在高負載工作條件下,模塊升溫,。模塊升溫超過55℃,。風扇轉速隨溫度變化線性增長。風扇故障在位檢測,,風扇故障后,,風扇故障限流輸出,同時故障報警,。由于風扇運轉數度與負載大小相關,,使得風扇的使用壽命比純風冷時要長,其可靠性也大大提高,。
通信開關電源采用風扇和自然冷卻相結合的冷卻方式,,既能在環(huán)境溫度高的情況下,有效的降低整流器內部的工作溫度,,延長器件使用壽命,,又能在環(huán)境溫度低及負載低的情況下,整流器的風扇降低轉速工作,,延長風扇的使用壽命,。采用散熱器散熱,其器件間距及爬電距離可相對較遠,,在高濕度的情況下,,,安全性能高,。整流器體積較小,、重量較輕,使維護工作變得輕松,。
為保證通信開關電源的整流器的可靠穩(wěn)定工作,,減少其工作溫升是一項關鍵技術。采用智能風冷和自冷相結合技術,。具有對環(huán)境適應性更強,,使用壽命長,可靠穩(wěn)定等技術優(yōu)勢,。