Kjølevifter er grunnleggende for å unngå at strømforsyninger blir for varme.
Hvis dette skjer kan det redusere levetiden til utstyrt som eller fungerer som de skal. Som temperaturen stiger og strømforsyningen håndterer en større last genererer den mer varme, noe som potensielt kan overskride maksimumstemperaturen som strømforsyningen tåler. Kjølevifter er ideelle for å forhindre dette. De avleder varmen slik at strømforsyningen kan fungere under trygge temperaturforhold. På denne måten forlenger de strømforsyningens levetid.
Les videre for å lære mer om strømforsyninger og hvordan man kjøler disse, og les mer om produkter utviklet for å redusere strømforbruk ved null belastning og for maksimalisert effektivitet.
Hvordan avkjøler man strømforsyninger?
Strømforsyninger generer varme når de brukes og konverterer elektrisk strøm. Den ekstra varmen kan redusere strømforsyningens ytelse og levetid. Kjølevifter brukes derfor for å avlede varmen og sørger for at strømforsyningen holder ønsket driftstemperatur.
Strømforsyninger har ofte innebygde vifter, mens andre er utviklet for å avkjøles med eksterne vifter (force-cooled) eller friluft (convection cooled). Hovedforskjellen mellom disse er størmtettheten dedikert for en bestemt virkningsgrad. Konveksjonsavkjølte enheter har en lavere strømtetthet enn vifteavkjølte, og disse er ofte mye større.Det vil utgå i strømforysningens datablad om den er konveksjon- eller vifteavkjølt, eller begge deler.
Luftstrøm
Luftstrøm er bevegelsen av luft i en strømforsyning. Gjennom inn- og uttak sørger den for avkjøling og ivaretar den optimale temperaturen. Det er viktig å beregne og styre luftstrømmen. Les våre tips angående bruk av kjølevifter for strømforsyninger fra XP Power nedenfor.
Beregne luftstrøm
Det fins to måter å beregne luftstrøm på, avhengig av utstyrstemperaturen eller om strømforsyningen trenger en ekstern kjølevifte.
Først må man måle den maksimale driftstemperaturen. Strømforsyningen har ofte en maksimum driftstemperatur (som vanligvis ligger på 50°C), fastslått av sikkerhetsgodkjenninger eller behovet for forbedret komponentlevetid. Det er generelt observert at for hver 10 °C temperaturen i et elektrolytisk kondensatorhus synker, dobles strømforsyningens levetid.
Så må du bestemme strømforbruket. Effekten som brukes i lasten og effekten som går tapt i strømforsyningen (spillvarme), utgjør den totale effekten som avgis inne i skapet. Hvis vi følger eksemplet fra XP Power og antar at strømforsyningen har en virkningsgrad på 80 % og at elektronikken belastes med 260 W, blir den totale varmespredningen 260 W/0,8, dvs. 325 W. For å beregne dette er det nyttig å bruke en universell formel (se figur 1).
Kontroll av luftstrøm
Å kontrollere luftstrømmen er ikke like enkelt som å beregne den, så hvis du følger beregningene ovenfor kan dette hjelpe deg å velge riktig klassifisering. Skapet bør imidlertid ha en naturlig motstand mot luftstrømmen, et såkalt trykkfall.
Trykkfallet handler om reduksjonen i lufttrykk som den går gjennom et system eller en enhet. Dette skjer som følge av mostand i luften som den går gjennom kretskort, filter, ventiler og ledninger. Trykkfallet kan varierere avhengig av størrelsen på kretskortet eller ventilen, og området som luften går gjennom.
Trykkfallet kan påvirke den totale effektiviteten og ytelsen av luftstrømmen, så det er viktig å regne ut luftstrømmen. Å bestemme trykkfallet for hver applikasjon kan være komplisert, og derfor publiserer hver produsent en grafe som viser luftstrømmen ved ulike trykkfall for hver vifte.
For mer veiledning om hvordan man regner ut trykkfall kan du lese XP Powers blogg.
Luftstrøm til vifteavkjølte strømforsyninger
Når det gjelder vifteavkjølte strømforsyninger er det grunnleggende å vite hvor mye luft som går gjennom den. Viften må ha en betydelig høyere klassifisering hvis den ikke kan plasseres direkte på strømforsyningen eller hvis luftstrømmen ikke kan plasseres over den.
Viftespesifikasjoner kan gis i ulike måleenheter som LFM (linear feet per minute), CFM (cubic feet per minute) eller m3/hr (cubic metres per hour). Omregning mellom disse måleenhetene krever kunnskap om ventilasjonssystemets tverrsnittsareal. Når det gjelder vifteavkjølte strømforsyninger kan den nødvendige luftstrømmen oppgis enten som en hastighet, for eksempel LFM, eller en volumetrisk verdi (CFM).
Håndtering av strømforysningens levetid
Selv om produsenten tar hensyn til en rekke faktorer for å sikre en tilstrekkelig levetid for produktet, er det ikke sikkert at de tar med alle de spesifikke aspektene, som oppdragsprofil, miljø, belastning, monteringsretning, kjøling/ventilering av systemet osv. Derfor bør levetiden til noen av komponentene vurderes på nytt basert på de spesifikke installasjonsforholdene.
Driftstemperatur
Driftstemperatur er en god indikator på strømforsyningens levetid så det er viktig at databladene nå oppgir denne informasjonen, som maksimumstemperatur for ulike komponenter. Kondensatorens temperatur kan ofte indikere den forventede levetiden (se figur 2).
Når man har fastslått trykkfall og luftstrøm er det viktig å sørge for at viften er posisjonert på en måte som lar luftstrømmen gå gjennom de oppvarmede komponentene. Så lenge dette gjennomføres kan viftene plasseres hvor som helst på systemet.
Når man har valgt vifte bør man utføre en siste temperaturmåling av komponentene. Ser det ut som om temperaturen vil overskride den spesifikke verdien i databladet, er det anbefalt å revurdere luftstrømmen og retningen for å forhindre mulige problemer.
Filtre
En annen ting man må huske på er filtre. Filtre brukes ofte i vifteutstyr for å forhindre støv og andre partikler. Disse vil øke luftstrømmens mostand og forårsake trykktap. En vifte med en fornuftig nominell verdi ved oppstart kan vise seg å være feil valg etter man har brukt den i en viss tid, fordi trykktapet kan øke dramatisk når filteret blir tilstoppet av smuss. Av denne grunnen er det viktig at filtre rengjøres eller skiftes ut regelmessig.
Støyreduksjon
Vifter kan ofte bidra til at utstyret bråker mer, noe som kan være problematisk, som i medisinsk sektor (hvor GCS-serien brukes i produksjon og ITE) eller i inspillingsstudioer, hvor støy må holdes ved et absolutt minimumsnivå. Det er vanligvis foretrukket å redusere denne type interferens, selv for bruk i høylytte settinger. XP Power har ulike måter å oppnå dette på:
- Kulelagervifter – velg en vifte med kulelager, som reduserer slitasje og vingleproblemer. Ulike kulelagervifter med hylser har impregnert olje som også kan redusere støy, forbedre ytelse og forlenge levetiden.
- Bladhastighet – en større vifte er mye stillere enn en mindre vifte med samme luftvolum, fordi bladhastigheten ikke er like rask. Selv en liten separasjon mellom fingervern og vifteblad kan redusere støy. Hvis man reduserer viftens forsyningsspenning reduserer dette også forstyrrelser da viftehastigheten bestemmes av DC-spenningen som tilføres, og lavere hastigheter resulterer i enda mindre støy.
Hvor viktig er kjølevifter for strømforsyninger?
Kjølevifter er grunnleggende for strømforsyninger fordi de regulerer temperatur, beskytter komponenter, forhindrer termisk nedstenging og bidrar til at utstyr og strømforysninger lever enda lengre.
Anbefalte produkter
Switch-mode strømforsyning, XP Power
Switch-mode strømforsyninger i GCS-serien er utviklet for å forbedre effektvitet samtidig som det reduserer strømforbruk ved null belastning. Serien er utviklet med de nyeste miljøkravene, godkjent for klasse I og klasse II. Den har modeller med én utgang og en virkningsgrad på opptil 94 %, enkel sikring for samsvar med IEC 60601-1 og varianter med én utgang fra 12 V til 56 VDC.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på: https://www.xppower.com/resources/blog/hints-tips-cooling-fans-for-power-supplies og har blitt omskrevet for bruk på KnowHow med godkjennelse fra XP Power.
XP Power er en ledende leverandør av strømforsyninger, inkludert AC/DC-strømforsyninger, DC/DC-omformere, høyspente strømforsyninger og RF-strømforsyninger.
