《電子技術(shù)應(yīng)用》
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通信開(kāi)關(guān)電源整流器幾種常用散熱方式
摘要: 通信開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)研究要進(jìn)一步的加快進(jìn)程,因?yàn)楝F(xiàn)在不同的行業(yè)對(duì)電源開(kāi)關(guān)有不同的要求,,但是目前的通信工程研究需要特殊的冷卻方式來(lái)適應(yīng)機(jī)房環(huán)境,所以我們首先要了解整流器常用的冷卻方式有哪些,,然后再根據(jù)工業(yè)的要求進(jìn)行合理的選擇使用。
Abstract:
Key words :

 

通信開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)研究要進(jìn)一步的加快進(jìn)程,,因?yàn)楝F(xiàn)在不同的行業(yè)對(duì)電源開(kāi)關(guān)有不同的要求,但是目前的通信工程研究需要特殊的冷卻方式來(lái)適應(yīng)機(jī)房環(huán)境,所以我們首先要了解整流器常用的冷卻方式有哪些,,然后再根據(jù)工業(yè)的要求進(jìn)行合理的選擇使用,。

  目前整流器常用的冷卻方式有自然冷卻、純風(fēng)扇冷卻,、自然冷卻和風(fēng)扇冷卻相結(jié)合三種,。自然冷卻具有無(wú)機(jī)械故障,可靠性高;無(wú)空氣流動(dòng),,灰塵少,,有利于散熱;無(wú)噪音等特點(diǎn)。純風(fēng)扇冷卻具有設(shè)備重量輕,,成本低,。風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)合的技術(shù)具有有效減小設(shè)備體積和重量,風(fēng)扇的使用壽命高,,風(fēng)扇故障自適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),。

  1、自然冷卻方式

  自然冷卻方式是開(kāi)關(guān)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(lái)進(jìn)行直接的熱傳導(dǎo)式散熱,。換熱量Q=KA△t(K換熱系數(shù),A換熱面積,,△t溫度差),。當(dāng)整流器輸出功率增大時(shí),其功率元件的溫度會(huì)上升,,△t溫度差也增加,,所以當(dāng)整流器A換熱面積足夠時(shí),其散熱是沒(méi)有時(shí)間滯后,,功率元件的溫差小,,其熱應(yīng)力與熱沖擊小,。但這種方式的主要缺點(diǎn)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(hù)更換不方便。由于其對(duì)環(huán)境的潔凈度要求不高,,目前對(duì)于小容量通信電源,,在些小型專業(yè)通信網(wǎng)還有部分應(yīng)用,如電力,、石油,、廣電、軍隊(duì),、水利,、國(guó)安、公安等,。

  2,、風(fēng)扇冷卻方式

  隨著風(fēng)扇制造技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)扇的工作穩(wěn)定性和使用壽命有較大的進(jìn)步,,其平均無(wú)故障時(shí)間是5萬(wàn)小時(shí)。

  采用風(fēng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,,市場(chǎng)價(jià)格的下滑,,這種技術(shù)已成為當(dāng)前的主要潮流。

  這種方式的主要缺點(diǎn)是風(fēng)扇的平均無(wú)故障時(shí)間較整流器10萬(wàn)小時(shí)時(shí)間短,,若風(fēng)扇故障后對(duì)電源的故障率影響大,。所以為保證風(fēng)扇的使用壽命,風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是隨設(shè)備內(nèi)的溫度變化而變化的,。其散熱量Q=Km△t(K換熱系數(shù),,m換熱空氣質(zhì)量,△t溫度差),。m換熱空氣質(zhì)量是和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相關(guān),,當(dāng)整流器輸出功率增大時(shí),其功率元件的溫度會(huì)上升,,而功率元件溫度的變化到整流器能將這種變化檢測(cè)到,,再到增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速以加強(qiáng)散熱,,在時(shí)間上是有很大滯后的。如果負(fù)載經(jīng)常突變,,或者市電輸入波動(dòng)大,,就會(huì)造成功率元件出現(xiàn)快速的冷熱變化,這種突變的半導(dǎo)體溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力與熱沖擊,,會(huì)導(dǎo)致元件的不同材料部分產(chǎn)生應(yīng)力裂紋,。使之過(guò)早失效。

  3,、風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)合的模式

  由于環(huán)境溫度的變化和負(fù)載的變化,,電源工作時(shí)的耗散熱能,采用風(fēng)扇和自然冷卻方式相結(jié)合可以更快的將熱能散發(fā)出去,。這種方式在增加風(fēng)扇散熱的同時(shí),,可以減少散熱器面積,使得功率元件工作在相對(duì)穩(wěn)定的溫度場(chǎng)條件下,,使用壽命不會(huì)因?yàn)橥獠織l件變換受影響,。這樣不僅克服純風(fēng)扇冷卻對(duì)的功率元件散熱調(diào)節(jié)滯后的缺點(diǎn),也了避免風(fēng)扇使用壽命低影響整流器的整體可靠性,。尤其在機(jī)房的環(huán)境溫度很不穩(wěn)定的情況下,,采用風(fēng)冷和自冷相結(jié)合的冷卻技術(shù)具有更好的冷卻性能。這種方式整流器的材料成本在純風(fēng)扇冷去和自然冷卻兩種方式之間,,重量低,,維護(hù)方便。

  尤其在采用智能風(fēng)冷和自冷技術(shù)時(shí),,可以讓整流器在低負(fù)載工作條件下,,模塊溫升小,模塊風(fēng)扇處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),。

  在高負(fù)載工作條件下,,模塊升溫。模塊升溫超過(guò)55℃,。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨溫度變化線性增長(zhǎng),。風(fēng)扇故障在位檢測(cè),風(fēng)扇故障后,,風(fēng)扇故障限流輸出,,同時(shí)故障報(bào)警。由于風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)度與負(fù)載大小相關(guān),,使得風(fēng)扇的使用壽命比純風(fēng)冷時(shí)要長(zhǎng),,其可靠性也大大提高。

  通信開(kāi)關(guān)電源采用風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)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(nèi)部的工作溫度,,延長(zhǎng)器件使用壽命,又能在環(huán)境溫度低及負(fù)載低的情況下,,整流器的風(fēng)扇降低轉(zhuǎn)速工作,,延長(zhǎng)風(fēng)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(duì)較遠(yuǎn),,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(hù)工作變得輕松,。

  為了讓各個(gè)行業(yè)的通信開(kāi)關(guān)電源的整流器工作系統(tǒng)更加穩(wěn)定,加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)研究是十分必要的,,但是目前的冷卻方式最好是采用智能冷卻和自然冷卻相結(jié)合方式,。

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