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Por: Brian Lu/ Departamento de Serviço Técnico da MWUSA
brian@meanwellusa.com
Com base nas diferentes aplicações, os métodos de dissipação térmica podem ser diferentes. Geralmente, convecção natural, convecção forçada e resfriamento de água são métodos comuns de dissipação térmica e possuem diferentes capacidades de dissipação térmica. Consulte a seguinte descrição de comparação com base em diferentes métodos de dissipação térmica.
Comparação do coeficiente de transferência de calor entre diferentes métodos de dissipação
| Método de dissipação de calor | Coeficiente de transferência de calor (W/m 2 K) |
| Convecção natural | 3-12 |
| Convecção de ar forçado | 10-100 |
| Resfriamento a água | 3000-7000 |
- Comparação da capacidade de dissipação de calor entre diferentes métodos de dissipação térmica
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A partir da tabela e do gráfico mencionados acima, nota-se que o resfriamento a água possui maior capacidade de dissipação térmica, mas é esperado um custo mais elevado no projeto do mecanismo do sistema. A comparação entre três métodos diferentes de dissipação térmica de SPS inclui vantagens, desvantagens e aplicações conforme mostrado na tabela abaixo.
| Vantagens | Desvantagens | Formulários | |
| Convecção natural (passiva) | • Amplamente disponível • Baixo custo • Sem consumo extra de energia • Sem ruídos acústicos e vibrações, operação silenciosa • Manutenção mínima • Construção simples, fácil instalação. | • Baixa capacidade de dissipação de calor • Grande necessidade de área de dissipação de calor • Forte dependência de orientação • Difícil de controlar a eficiência da dissipação de calor sob diferentes condições ambientais • As superfícies de convecção devem estar livres de detritos e corrosão | • Aplicações de baixa densidade de potência • Sem requisitos de ruído e vibração, como equipamentos médicos de baixa potência, iluminação interna, eletrônicos domésticos , segurança, instrumentos de precisão, etc. |
| Convecção de ar forçada (ativa) | • Menor resistência térmica para o mesmo volume em comparação com métodos de dissipação térmica passiva. • Maior capacidade de dissipação térmica em comparação com métodos de dissipação térmica passiva. • Desempenho de resfriamento personalizado. | • Confiabilidade de curto prazo • Caro • Exige manutenção e substituições regulares. • Detritos de objetos estranhos, como poeira. • Ruído acústico e vibrações. • Requer uma fonte de energia adicional para operação. | • Aplicações com densidade de potência média a alta • Sistemas com fluxo de ar existente • Normalmente utilizado em equipamentos industriais, informação e comunicações, iluminação exterior, etc. |
| Resfriamento de Água (Ativo) | • Capacidade de dissipação de calor muito maior • Alta eficiência de dissipação térmica • Sem ruído e vibração, operação silenciosa • Resfriamento eficaz com altas temperaturas ambientes • Aumento da vida útil do SPS • Faixa de temperatura operacional muito ampla | • Complexidade • Caro • Suscetibilidade a vazamentos • Requer um resfriador de líquido externo adicional | • Aplicações de alta a ultra densidade de potência • Aplicações de baixo perfil • Exigem equipamentos de ciclo térmico constante • Ambientes agressivos • Usado principalmente em equipamentos industriais de alta potência, como laser industrial, estação de carregamento, etc. |
O resfriamento por convecção e o resfriamento por ar forçado foram amplamente adotados em projetos de fontes de alimentação comutadas e geralmente integrados em aplicações que produzem menos calor ou na faixa de potência baixa a média. Aplicações que produzem alto calor, como laser de fibra, precisam utilizar a circulação de água (resfriada a água) por meio de um resfriador de água para dissipar o calor.
Aplicações compactas de alta potência (~10KW acima) também usam a técnica de resfriamento a água para reduzir o formato geral. Aproveitando o resfriador de água preexistente, a fonte de alimentação resfriada a água é a primeira escolha para aplicações de design compacto de alta potência e laser, em vez de fonte de alimentação resfriada por convecção ou ar forçado.
A primeira fonte de alimentação resfriada a água da MEAN WELL, série PHP-3500, é capaz de produzir até 3.500W. Através da função de compartilhamento de corrente ativa, até quatro unidades podem ser conectadas em paralelo para fornecer até 14.000W. Com capacidade de resfriamento a água, o PHP-3500 é adequado para laser de fibra e aplicações compactas de alta potência equipadas com resfriador de água. Além do resfriamento a água, a série PHP-3500 também pode ser resfriada a ar forçado por ventiladores externos para fornecer potência total para aplicações de automação industrial.
No entanto, o resfriamento a água pode efetivamente reduzir a temperatura dos componentes internos da fonte de alimentação. O vídeo abaixo mostra a temperatura do MOSFET de potência e do capacitor PHP-3500-48 entre o resfriamento a água e o resfriamento a ar forçado.
Em resumo, as temperaturas medidas do Power MOSFET e do capacitor são cerca de 6 ~ 18 ° C mais baixas quando o PHP-3500-48 é usado com resfriamento a água em comparação com o resfriamento por ar forçado. Portanto, a técnica refrigerada a água não apenas fornece melhor temperatura para alimentar os componentes internos e, portanto, melhor confiabilidade, mas também permite que aplicações de alta potência ou laser de fibra sejam projetadas com formato menor junto com a série PHP-3500.
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