良好的氣流方向取決于應(yīng)用、產(chǎn)品種類和制造商的建議

        對(duì)于集成內(nèi)置風(fēng)扇的電源，有些電源讓風(fēng)扇將冷空氣吹入電源，而有些電源則讓風(fēng)扇將熱空氣排出。有些產(chǎn)品可以讓電源制造商改變風(fēng)扇的方向。當(dāng)系統(tǒng)和電源氣流方向不同時(shí)，對(duì)用戶可能會(huì)有幫助。這將很大限度地減少可能會(huì)導(dǎo)致電源風(fēng)扇停轉(zhuǎn)和過熱的背壓問題。

        決定標(biāo)準(zhǔn)電源產(chǎn)品氣流方向的是產(chǎn)品的使用方式、機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境、內(nèi)部背壓和可靠性。

機(jī)架安裝設(shè)備的風(fēng)扇方向

        機(jī)架安裝設(shè)備，如TDK-Lambda Genesys+ 系列直流可編程電源（圖1），冷空氣從設(shè)備前部吸入，較熱的空氣從后部排出。主要是為了避免熱空氣直接吹向操作員或技術(shù)人員，引起不適。這是大多數(shù)大型機(jī)架系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，可利用安裝在系統(tǒng)機(jī)柜頂部或背部的風(fēng)扇將熱量排出系統(tǒng)。可用管道將空氣排出室外以降低空調(diào)成本

 

圖1：Genesys+直流可編程電源

 

關(guān)鍵元器件的冷卻

        風(fēng)扇在電源內(nèi)的位置和風(fēng)向是在產(chǎn)品開發(fā)早期就做出的決定。電解電容器廣泛用于電源內(nèi)部的多處電路中，其壽命很大程度上取決于其外殼溫度。電容器溫度每升高10℃，其使用壽命就會(huì)減半，因此須相應(yīng)地引入冷空氣以避免早期現(xiàn)場故障。

        輸入（初級(jí)）部分的電容器用于存儲(chǔ)能量，以允許產(chǎn)品在交流輸入出現(xiàn)暫降（通常為10 到 20 毫秒）期間繼續(xù)運(yùn)行。電容器還用于輸出（次級(jí)）濾波電路以減少高頻紋波和控制電路。由于過熱而導(dǎo)致的電容量損失可能表現(xiàn)為輸出電壓振蕩、隨機(jī)關(guān)機(jī)以及斷電后無法重新啟動(dòng)等。

 

熱敏元器件上的氣流方向比較

        我們以TDK-Lambda 1000W RWS1000B 封閉式電源（圖2）為例，該電源帶有內(nèi)部風(fēng)扇并有反向氣流選項(xiàng)。

 

圖2：TDK-Lambda 1000W RWS-B AC-DC電源

 

        圖 3將RWS-B的上蓋移除，以顯示風(fēng)扇和電解電容器位置。通過該視圖，我們可以查看風(fēng)扇氣流方向的優(yōu)缺點(diǎn)。

 

圖3：電解電容和風(fēng)扇位置

 

        輸入和輸出端子在產(chǎn)品的前面（左側(cè)），風(fēng)扇在背面（右側(cè)）。紅色箭頭顯示輸入和輸出電容器的位置。

 

排出熱風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)

        如圖 4 中箭頭的大小所示，左側(cè)進(jìn)入電源的空氣速度低于出口速度。這是因?yàn)橛行M截面積大約是右側(cè)（風(fēng)扇）橫截面積的兩倍。低速空氣不太可能吸入可能影響產(chǎn)品壽命的外部污染物（灰塵和污垢）。

 

圖4：風(fēng)扇將熱空氣吹出電源（出風(fēng)）

 

        冷空氣從電源左側(cè)通過吸入，經(jīng)由輸出電容器，使它們保持涼爽并延長其使用壽命。

 

排熱風(fēng)的壞處

        輸入電容器將接收較熱的空氣，但增加的導(dǎo)風(fēng)擋板和位于蓋子上的槽或孔可以緩解這種情況。通常，輸入電容器對(duì)熱的敏感度低于輸出（濾波）電容器。

        較低速度的空氣不容易被引導(dǎo)到磁性器件等熱的物體上。空氣總是走阻力小的路徑

        熱空氣被吸入風(fēng)扇軸承，這可能會(huì)影響風(fēng)扇壽命。如果根據(jù)環(huán)境溫度控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，可減少軸承磨損。也可以使用更高質(zhì)量或更高溫度的風(fēng)扇。

 

風(fēng)扇吹入冷風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)

        從圖 5 中可以看出，冷空氣被吸入風(fēng)扇軸承，從而延長了風(fēng)扇壽命。

 

圖5：風(fēng)扇吹入冷空氣

 

        更高速度的冷空氣會(huì)產(chǎn)生背壓，并且可以利用擋板將其引導(dǎo)到熱區(qū)域，例如磁性器件。這可以減少電源的降額，允許它在更高的環(huán)境溫度下提供更多的功率。

 

風(fēng)扇吹入冷風(fēng)的缺點(diǎn)

        當(dāng)熱空氣從左側(cè)排出時(shí)，輸出電容器可能會(huì)變得更熱。可以使用更大和/或更高質(zhì)量的電容器，這樣可以減少內(nèi)部發(fā)熱、運(yùn)行溫度更低并抵消縮短的使用壽命。

        更多的污染物可能會(huì)被吸入電源。

        許多風(fēng)扇冷卻電源（如RWS1000B）在其數(shù)據(jù)表中提供“反向風(fēng)扇”選項(xiàng)。通常，由于電源內(nèi)的熱性能降低或提高，以及通過風(fēng)扇的熱空氣流動(dòng)，工作環(huán)境溫度可能會(huì)有所不同。

 

依賴系統(tǒng)氣流冷卻的開架式電源

        以 TDK-Lambda 的開放式框架電源CUS600M（圖 6）為例。該產(chǎn)品的額定功率為對(duì)流冷卻時(shí) 400W（600W 峰值）或外部氣流冷卻時(shí)持續(xù) 600W。

 

圖6：TDK-Lambda CUS600M電源

 

        雖然不用擔(dān)心一體式風(fēng)扇可能存在的背壓問題，但系統(tǒng)氣流的方向可能會(huì)影響產(chǎn)品降額。CUS600M使用說明書顯示，2.7m/s 氣流的良好方向是橫向，離開大黑色電容器的一側(cè)。（圖7）。冷的空氣首先施加到主變壓器和功率因數(shù)校正升壓電感器。

 

圖7：根據(jù)冷卻空氣方向的降額百分比

 

        為了提供這些數(shù)據(jù)，制造商使用熱電偶對(duì)關(guān)鍵器件進(jìn)行了多次溫度測量。在進(jìn)行測量時(shí)確保有足夠的時(shí)間使溫度穩(wěn)定是非常重要的。

        CUS600M 還提供外殼和一體式風(fēng)扇選項(xiàng)（/EF型號(hào)，如圖8）。這可以簡化系統(tǒng)熱管理并且無需進(jìn)行過多的溫度測量。

 

圖8：TDK-Lambda CUS600M/EF電源

 

        使用具有本地技術(shù)支持的電源制造商，他們將很樂意為您的系統(tǒng)產(chǎn)品選擇良好配置提供建議。制造商的網(wǎng)站應(yīng)該有相關(guān)的技術(shù)文檔可供用戶隨時(shí)使用，以設(shè)計(jì)產(chǎn)品并確保多年可靠、無故障運(yùn)行。