Компания СЭА
× Компания Каталог Новости Вакансии Профиль Производители Контакты Доставка Тех. поддержка

Преимущества источников питания с водяным охлаждением

  • 24.04.2020
  • 1114

В зависимости от области применения используются различные методы рассеивания тепла. Естественная (свободная) конвекция, принудительная конвекция и водяное охлаждение являются самыми распространенными видами теплоотвода и обладают различной эффективностью. В таблице 1 приведено сравнение этих трех методов теплоотвода по коэффициенту теплопередачи.

Таблица 1. Сравнение эффективности различных методов теплоотвода

Метод отвода тепла Коэффициент теплопередачи, Вт/м2 · К
Естественная воздушная конвекция 3-12
Принудительная воздушная конвекция 10-100
Водяное охлаждение 3000-7000

 

Из таблицы 1 очевидно, что водяное охлаждение обладает более высокими способностями рассеивания тепла, но при этом имеет более высокую стоимость и сложность. Сравнение трех различных методов теплоотвода в импульсных источниках питания, а именно их преимуществ, недостатков и сфер применение показано в таблице 2.

Таблица 2. Сравнение преимуществ, недостатков и сфер применения трех методов теплоотвода

 

Преимущества

Недостатки

Применение

Естественная конвекция (пассивное)

  • Широкодоступный
  • Бюджетный
  • Без дополнительного энергопотребления
  • Нет акустического шума и вибраций
  • Минимальное обслуживание
  • Простая конструкция, легкий монтаж
  • Низкая теплоотдача
  • Требуется большая площадь для рассеивания тепла
  • Трудно контролировать эффективность отвода тепла при различных условиях окружающей среды
  • На конвекционных поверхностях не должно быть мусора и коррозии
  • Приложения с низкой удельной мощностью
  • Приложения, где требуется отсутствие шума и вибраций, такие как маломощное медицинское оборудование, внутреннее освещение, домашняя электроника, охрана и безопасность, точные инструменты и т.д.

Принудительная конвекция воздуха (активное)

  • Более низкое тепловое сопротивление для той же мощности по сравнению с пассивным охлаждением
  • Более высокая способность рассеивания тепла по сравнению с пассивными методами
  • Возможность адаптации под индивидуальные потребности.
  • Снижение надежности и срока службы устройства
  • Более высокая цена
  • Необходимость регулярного технического обслуживания
  • Акустический шум и вибрации
  • Требуется дополнительное питание для работы вентилятора
  • Приложения со средней и высокой плотностью мощности
  • Обычно используются в промышленном оборудовании, устройствах передачи информации, связи и т.д.

Водяное охлаждение (активное)

  • Гораздо большая способность рассеивания тепла
  • Высокая эффективность теплоотвода
  • Нет шума и вибраций, тихая работа
  • Эффективное охлаждение даже при высоких температурах окружающей среды
  • Увеличение срока службы блока питания
  • Очень широкий диапазон рабочих температур
  • Сложность системы
  • Более высокая цена
  • Требуется дополнительный внешний охладитель (чиллер)
  • Приложения с высокой и сверхвысокой плотностью мощности
  • Низкопрофильные приложения
  • Суровые условия эксплуатации
  • В основном используются в промышленном оборудовании большой мощности, таком как промышленные лазеры, зарядные станции и т.д.

 

Конвекционное и принудительное воздушное охлаждение получили широкое распространение в системах электропитания и обычно интегрированы в приложения, производящие либо меньше тепла, либо в приложения малой и средней мощности. В устройствах, которые вырабатывают много тепла, таких как волоконный лазер, необходимо использовать циркуляцию воды (водяное охлаждение) через чиллер для рассеивания тепла. Компактные устройства большой мощности (~ 10 кВт) также используют технологию с водяным охлаждением для уменьшения общего форм-фактора. Используя преимущества уже существующего водяного чиллера (см. рис. 1), источник питания с водяным охлаждением является лучшим выбором для лазерных и мощных компактных устройств.

Пример индустриального чиллера

Рис. 1. Пример индустриального чиллера

Осенью 2019 года началось серийное производство первых источников питания MEAN WELL с водяным охлаждением PHP-3500-24 и PHP-3500-48 (рис. 2), которые способны выдавать мощность до 3 500 Вт. Новинка представляет собой AC/DC-преобразователь с широкими диапазонами питающего напряжения 90...264 В переменного тока или 120...370 В постоянного тока, обладает КПД (до 96 %) и выполнена в ультракомпактном корпусе высотой всего 60 мм и плотностью мощности 18 Вт/дюйм3. Серия PHP‑3500 имеет модели с выходами 24 или 48 В постоянного тока, которые являются наиболее востребованными промышленностью. Уникальная технология водяного охлаждения обеспечивает наиболее эффективное рассеивание тепла и по сравнению с обычными блоками питания с вентилятором у таких источников питания нет ни раздражающего акустического шума, ни проблем со сбоями, вызванных отказом вентилятора. Поэтому можно смело заявить, что надежность системы с такими преобразователями будет значительно выше. Более того, источники питания серии PHP-3500 имеют встроенные функции автоматического снижения номинальной мощности, удаленного включения/выключения и дополнительный выход (12 В/5 А), что значительно повышает гибкость при проектировании.

Благодаря наличию функции активного распределения тока можно параллельно подключить до четырех таких блоков, что обеспечивает суммарную мощность до 14 000 Вт. Ввиду наличия водяного охлаждения PHP-3500 отлично подойдет для волоконных лазеров, а также для компактных и при этом мощных приложений, оснащенных водяным чиллером. Помимо водяного охлаждения, серия PHP-3500 также поддерживает и принудительное охлаждение с помощью установки внешних вентиляторов, однако с водяным охлаждением можно значительно эффективнее снизить температуру внутренних компонентов блока питания.

Внешний вид преобразователей серии PHP-3500 с возможностью водяного охлаждения
Рис. 2. Внешний вид преобразователей серии PHP-3500 с возможностью водяного охлаждения

Основные характеристики и преимущества источников питания серии PHP-3500:

  • технология отвода тепла водяным охладителем;
  • высокий КПД (до 96 %);
  • универсальные диапазоны питающего напряжения: 90...264 В AC или 127...370 В DC;
  • модели с выходным напряжением 24 В, 48 В;
  • функции программирования выходного тока и напряжения (PV/PC);
  • поддержка управления по протоколу PMBus (опционально CANBus);
  • встроенная функция активной коррекции коэффициента мощности (PFC);
  • функция активного распределения тока, которая позволяет собрать систему общей мощностью до 14 000 Вт (3 + 1);
  • рабочая температура: от -30 до +70 °С;
  • дистанционное включение/выключение, DC-OK контакт и T-Alarm;
  • защита от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения и перегрева;
  • возможность заказа готовой охлаждающей пластины (HS-656) для быстрого монтажа;
  • конформное покрытие (опционально);
  • соответствуют UL/TUV/EAC/CE/CB;
  • cертификаты:
    • безопасности — UL/EN 62368-1, (EN 61558, EN 60335-1);
    • ЭМС — EN 55032/55024;
  • габариты (Д × Ш × В): 380 × 141.4 × 60 мм;
  • 5 лет гарантии.

Выпуск первого полностью цифрового источника питания с водяным охлаждением стал возможным благодаря постоянному стремлению к инновациям «Центра исследований и разработок» MEAN WELL.

«Диджитализация» блоков значительно повышает их эффективность, а также делает возможным программирование выходных характеристик и дает полный контроль над преобразователем. Благодаря интеграции человеко-машинного интерфейса MEAN WELL (HMI) с цифровыми блоками питания стало возможным одновременное системное управление питанием с помощью цифровых контроллеров на плате HMI и блоках питания.

Преобразователи серии PHP-3500 отлично подойдут для применения в различном промышленном лазерном оборудовании, телекоммуникационном оборудовании, в устройствах для обработки пищевых продуктов, в системах зарядки аккумуляторов, а также в приложениях, где требуется источник питания сверхвысокой мощности (10 кВт и более).

Подключение и тест источников питания PHP-3500 показан на видео ниже:

За дополнительной технической информацией и по вопросам приобретения продукции MEAN WELL обращайтесь к официальному дистрибьютору MEAN WELL Enterprises Co., Ltd на территории Украины – Компании СЭА, тел.: (044) 330-00-88 (внутр. 804), info@sea.com.ua
Top