Rozwiązanie termiczne dla przełącznika przemysłowego
Wszyscy wiemy, że jeśli produkty elektroniczne słabo odprowadzają ciepło, wydajność działania chipa zostanie znacznie zmniejszona. Jeśli przekroczy dozwoloną temperaturę roboczą, nastąpi awaria lub nawet spalenie sprzętu. Zatem projektując przełączniki przemysłowe, musimy zwrócić odpowiednią uwagę na konstrukcję odprowadzania ciepła, wybrać odpowiednie rozwiązanie termiczne i parametry.
Projekt termiczny przemysłowych urządzeń przełączających obejmuje głównie trzy rodzaje technologii: brak instalacji radiatorów, montaż radiatorów i chłodzenie cieczą.
1. Brak instalacji radiatora, zwykle do chłodzenia urządzeń o małej mocy, i projekt uwzględniający trzy następujące aspekty w celu poprawy efektywności rozpraszania ciepła bez instalowania grzejnika:
Pierwszą metodą jest przewodzące rozpraszanie ciepła, w ramach którego można wykorzystać materiały o wysokiej przewodności cieplnej do produkcji elementów przenoszących ciepło lub zmniejszyć kontaktowy opór cieplny i maksymalnie skrócić ścieżkę cieplną.
Drugi typ to konwekcyjne odprowadzanie ciepła, które obejmuje dwie metody: naturalne odprowadzanie ciepła przez konwekcję i wymuszone odprowadzanie ciepła przez konwekcję. W przypadku naturalnego rozpraszania ciepła przez konwekcję należy zwrócić uwagę na następujące punkty: przy projektowaniu płytek drukowanych i komponentów należy pozostawić dodatkową przestrzeń; Przy rozmieszczaniu podzespołów należy zwrócić uwagę na rozsądny rozkład pola temperaturowego; Zwiększ powierzchnię kontaktu z mediami konwekcyjnymi
Trzeci sposób polega na wykorzystaniu charakterystyki promieniowania cieplnego, co można osiągnąć poprzez zwiększenie chropowatości powierzchni elementu grzejnego, zwiększenie różnicy temperatur otoczenia wokół elementu promieniującego lub zwiększenie pola powierzchni elementu promieniującego.
Taka konstrukcja, która nie wymaga dodatkowych radiatorów, generalnie przewodzi ciepło chipa do zewnętrznej powłoki produktu, zwiększa powierzchnię wymiany ciepła i odgrywa rolę w szybkim chłodzeniu. Jednocześnie otwierane są otwory wentylacyjne w obudowie lub dodawane są wentylatory systemowe, aby zwiększyć wymianę ciepła pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem obudowy.
2. Dodanie radiatora chłodzącego powietrzem:
Dodając radiator chłodzący powietrzem, możemy łatwo schłodzić urządzenie poprzez aktywne chłodzenie lub wymuszone chłodzenie powietrzem, ale nadal musimy wziąć pod uwagę poniższe punkty:
1. Wybór radiatora. Zasadą doboru radiatora jest wybór radiatora o małej objętości i niewielkiej wadze, o ile to możliwe, przy założeniu zapewnienia wystarczającego odprowadzania ciepła, aby zaoszczędzić przestrzeń wewnętrzną i zmniejszyć całkowitą masę zasilacza.
2. Montaż radiatora. Podczas montażu radiatora należy w miarę możliwości wybrać sposób montażu zapewniający małe odprowadzanie ciepła i opór cieplny.
3. Zminimalizuj opór cieplny interfejsu. Powierzchnia radiatora powinna być płaska i gładka, pokryta smarem silikonowym lub uszczelką przewodzącą ciepło w celu zmniejszenia oporności termicznej styku pomiędzy grzejnikiem a półprzewodnikiem mocy.
3. Konstrukcja wentylatora chłodzącego:
Wentylator zwykłego przełącznika komercyjnego zawsze pracuje z pełną prędkością (SPD), co nie tylko powoduje straty energii i zwiększa ogólny poziom hałasu, ale także zwiększa niepotrzebne wytwarzanie energii i gromadzenie się kurzu wewnątrz obudowy. Co ważniejsze, żywotność wentylatora na pełnych obrotach wynosi około 20 000 godzin, czyli 2,28 roku (według danych dostarczonych przez SANYOFANDATASHEET). Po 20 000 godzinach prędkość wentylatora będzie stopniowo spadać, powodując niestabilność całej maszyny. Jednak ze względu na brak jednostek monitorujących to ukryte zagrożenie jest trudne do wykrycia. Na przykład, gdy współczynnik utraty pakietów w przełącznikach przemysłowych stopniowo wzrasta, nie jest łatwo wykryć, że jest to spowodowane starzeniem się wentylatora, spadkiem prędkości obrotowej i gromadzeniem się zbyt gęstego kurzu, który powoduje, że temperatura klucza elementy wewnątrz obudowy uniosą się.
Już na wczesnym etapie projektowania przełącznika powinniśmy w pełni uwzględnić środowisko pracy sprzętu oraz najwyższą temperaturę pracy wszystkich elementów elektronicznych, aby ustalić temperaturę pracy układu grzejnego. Następnie, projektując konstrukcję płyty głównej i obudowy, powinniśmy również wziąć pod uwagę projekt radiatora, aby skoordynować projekt termiczny i konstrukcyjny z najlepiej dopasowanym schematem i spełnić różne wymagania pracy sprzętu.
