Блоки питания на DIN-рейку с активным охлаждением от Nextys
17.09.2020Перевод: Александр Савельев
1. Введение
Современные источники питания (ИП) на дин-рейку включают в себя следующие основные особенности:
А) Компактность
Б) Надёжность
В) Высокий КПД
Г) Работа в неблагоприятных условиях окружающей среды
ИП на дин-рейку выпускаются в Германии уже более 30 лет. В то время не было никаких серьезных ограничений по габаритным размерам устройств и их эффективности, поскольку гениальная DIN-рейка, как способ фиксации изделия, уже решал многие проблемы, связанные с легкостью установки и эксплуатации различных устройств, используемых в промышленной автоматизации. Использование ИП на дин-рейке все еще не было популярным на некоторых рынках (например, в Азии) или в некоторых отраслях промышленности (например, в приложениях с различными обрабатывающими станками).
В то время принудительное охлаждение вентиляторами ограничивалось специальными источниками питания, применяемыми в телекоммуникациях, в лабораториях, на транспорте и т.п., в основном из-за того, что высоконадежные вентиляторы были относительно дорогими, и им часто требовалась регламентная проверка и замена.
Традиционно, немецкие производители стимулировали производство ИП с естественным охлаждением для промышленной DIN-рейки, что и было растиражировано большинством азиатских производителей ИП.
2. Проблемы и решения, касающиеся вентиляторов для ИП на дин-рейку.
Основные проблемы использования вентиляторов в ИП были связаны с:
1) Надежностью вентиляторов (время безотказной работы)
2) Их размером
3) Производимым шумом (звуковым и электрическим)
4) Поведением ИП в средах с проводящей пылью
В то время, как проблемы 1,2 и 3 в значительной степени уже давно решены, проблема использования ИП в запылённых помещениях до сих пор остаётся актуальной и сегодня.
Как компания Nextys решает эти проблемы?
1. Использование вентиляторов с шарикоподшипниками, как это сделано в моделях MAGLEV с надлежащим уплотнением зазоров. При этом ожидаемый срок службы составляет более 50 000 час. Существуют также модели ИП с классом защиты IP67.
2. Использование электронного управления вентилятором
3. Контроль теплового режима ИП с целью обеспечения прерывистого режима работы вентиляторов, что обеспечивает увеличение срока службы ИП.
4. Использование вентиляторов с низким уровнем шума.
Методы монтажа вентиляторов для большинства стандартных ИП были улучшены, что облегчило интеграцию вентиляторов в конструкцию ИП.
3. Преимущества использования вентиляторов в динреечных ИП.
Прогресс в технологиях привел к улучшению эффективности и компактным решениям для ИП < 500 Вт, основанных на естественном конвекционном охлаждении. Однако какими бы ни были технологии и эффективность ИП, всегда будет выделяться тепло на таких компонентах ИП, как магниты, силовые полупроводники, резисторы и т.д. Для уровней мощности более 500 Вт даже при эффективности 96% (и это ещё не стандарт) рассеиваемая мощность может достигать 20 Вт и более.
Проблема заключается в том, что это тепло сосредоточено на компонентах, которые не всегда возможно установить на радиатор, а естественной конвекцией их охлаждать нелегко. Это, как следствие, приводит к наличию горячих точек со связанным с этим механическим напряжением конкретных компонентов.
Традиционный подход c использованием алюминиевых охладителей имеет некоторые недостатки:
2) Требуемая высокая квалификация для правильного позиционирования теплогенерирующих компонентов для получения наилучшего воздушного потока
3) Стоимость компонентов
4) Неравномерное охлаждение рассеивающих тепло компонентов с последующим появлением «горячих точек».
5) Индуцированное тепло на печатной плате, которое не может хорошо рассеиваться только через естественную конвекцию.
6) Невозможность соблюдения определенных температурных условий.
Использование вентиляторов, особенно для ИП с мощностью более 500 Вт, удачно решает вышеупомянутые проблемы и даёт следующие преимущества:
2) Расширение диапазона рабочих температур и возможность использования ИП при высокой температуре окружающей среды.
3) Уменьшение габаритов ИП
4) Повышение кпд.
Основными рисками при использовании активного охлаждения являются:
a) термическая недооценка некоторых компонентов
b) сложность в обеспечении надлежащего питания / управления вентилятором
c) сложность в обеспечении тепловой защиты устройства
Все вышеперечисленные риски минимизируются с помощью ИП, разработанных компанией NEXTYS.
4. Опыт NEXTYS в охлаждении ИП вентиляторами
|
Компания NEXTYS разработала и продала с 2008 года до настоящего времени более 50 000 шт. ИП (различные модели с мощностью 720, 960 и 2400 Вт - см. Рис. 1, 2 в качестве примеров конструкции), которые используют принудительное охлаждение вентиляторами постоянного тока. До сих пор не сообщается ни об одном отказе вентилятора! В качестве дополнительного доказательства того, что активное охлаждение не должно быть проблемой для ИП на дин-рейку, мы можем считать, что серверные источники питания и другие, критически важные приложения используют охлаждение вентилятором с отличными результатами. |
|
Традиционно ориентированные европейские производители дин-реечных ИП медленно, но меняют концепцию на принудительное охлаждение для ИП высокой мощности или высокого температурного диапазона, предлагая компактное, дешевое и долговечное альтернативное решение для существующих конструкций. Из-за указанных преимуществ, как показано выше, компания NEXTYS поддерживает принудительное охлаждение для ИП мощностью более 500 Вт. |
Источник:
Для ознакомления с полным ассортиментом источников питания Nextys перейдите по этой ссылке. И сделайте заказ уже сегодня!