Wprowadzenie trzech tradycyjnych metod wysokotemperaturowego chłodzenia zasilaczy prądu stałego
Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na niezawodność zasilaczy prądu stałego, a wraz z rozwojem wysokiej częstotliwości i miniaturyzacji zasilaczy prądu stałego, ich gęstość mocy może być stale poprawiana. Z tych powodów badania nad aktualnym problemem nagrzewania nabierają coraz większego znaczenia. Gdy temperatura urządzenia przekroczy zalecaną temperaturę pracy, niezawodność urządzenia spada o połowę na każde 10 stopni zmiany temperatury i przekroczona zostaje dopuszczalna wartość zasilania, co skutkuje uszkodzenie i utrata zasilania urządzenia. Zasilacz prądu stałego o dużej mocy i gęstości wymaga skutecznych, bezpiecznych i niezawodnych technik chłodzenia, oprócz wyboru urządzeń o niskim poborze mocy i optymalizacji topologii sieci w celu ograniczenia ciepła wytwarzanego przez moduły.
Istnieją trzy tradycyjne techniki chłodzenia: wymuszone chłodzenie powietrzem, wymuszone chłodzenie wodą i naturalne chłodzenie konwekcyjne. Zasilacze prądu stałego pilnie wymagają wysokiej wydajności chłodzenia, bezpieczeństwa i niezawodności ze względu na ograniczony poziom technologii chłodzenia powietrzem (konwekcja naturalna, wymuszone chłodzenie powietrzem), jak również skomplikowaną strukturę i niską niezawodność obecnych systemów zarządzania wymuszonym chłodzeniem wodnym. niezawodna technika chłodzenia. Technika chłodzenia wyparnego wykorzystuje utajone ciepło parowania do rozpraszania ciepła podczas ogrzewania czynnika chłodzącego o silnych właściwościach izolacyjnych i niskiej temperaturze wrzenia, w przeciwieństwie do chłodzenia powietrzem i wodą, które zależą od czynnika chłodzącego.
Obecnie całkowite zanurzeniowe chłodzenie wyparne odbywa się za pomocą montowanych powierzchniowo i dysz chłodzących, których konstrukcja zależy od właściwości termicznych elementu grzejnego i wybranego urządzenia chłodzącego. Ogromna ilość, rozproszona dystrybucja, nierównomierne nagrzewanie i złożona geometria źródła ciepła źródła prądu stałego to jego cechy charakterystyczne. Podczas korzystania z pełnego zanurzeniowego chłodzenia wyparnego zarówno nagrzewnica, jak i moduł zarządzania energią mogą w pełni rozszerzać się wraz z chłodziwem. Ma bezpośredni wpływ na kontakt, dobry efekt rozpraszania ciepła, prostą konstrukcję systemu i wysoką niezawodność. Jest to preferowany, wyróżniający się architektonicznie typ technologii chłodzenia wyparnego, w dużej mierze napędzany prądem stałym.
Badacze zasilaczy prądu stałego 12 V/2 kW badają wydajność termiczną zasilaczy prądu stałego pod kątem analizy teoretycznej, modelowania symulacyjnego i chłodzenia zanurzeniowego. Symulacje i eksperymenty potwierdzają zasadność badań i analiz teoretycznych i mogą być wykorzystywane do chłodzenia zasilaczy prądu stałego. Postęp techniczny w całkowicie zanurzonych wyparnych systemach chłodzenia jest wykonalny i korzystny.
Oprócz prostej konstrukcji chłodzącej zasilacz prądu stałego z całkowicie zanurzonym chłodzeniem wyparnym zapewnia również minimalny wzrost temperatury w stanie ustalonym, równomierny rozkład temperatury, brak miejscowego przegrzania podczas procesów dynamicznych i niskie obciążenie termiczne. Ponadto odparowywanie zanurzeniowe ma tę zaletę, że umożliwia bardziej elastyczne rozmieszczenie sprzętu, mniejszą powierzchnię zasilacza i wyższą gęstość mocy bez potrzeby stosowania unikalnych konstrukcji kanałów do chłodzenia zasilacza prądu stałego.
Przy całkowicie zanurzonym chłodzeniu wyparnym środowisko temperaturowe głównych komponentów zasilacza prądu stałego zmienia się powoli podczas uruchamiania; nie ma nagłych przeskoków temperatury podczas chłodzenia, naprężeń termicznych wynikających z długotrwałej pracy lub wzrostu zużycia. Niezawodność spełnienia wymagań chłodzenia zasilacza prądu stałego i bezpieczeństwo operacji zarządzania energią mają duże perspektywy zastosowania w dziedzinie chłodzenia prądem stałym.
