對流冷卻設(shè)計的電源與強制冷卻電源的介紹

　　一些電源被設(shè)計成使用系統(tǒng)風(fēng)扇進行強制冷卻。在這種情況下，電源的數(shù)據(jù)表會給出充分冷卻所需的風(fēng)量。重要的是要記住：這是電源本身所需的風(fēng)量，而不是某個點（即便離電源很近）的。因為空氣將始終沿著阻力最小的路徑流通，所以，風(fēng)扇吹動的風(fēng)量只有一部分將實際到達需降溫的電源。內(nèi)部擋板將有助于引導(dǎo)空氣沿所需的路徑到達需冷卻的目標(biāo)器件。

　　對可能采用對流冷卻設(shè)計的電源，或只能在較低溫度下工作的設(shè)備來說，需要遵循以下步驟計算風(fēng)量。

　　首先，確定電源或電子設(shè)備可以安全工作的最大操作溫度。對于電源本身來說，通常50℃——這個溫度通?？赡軙婕鞍踩?a target='_blank' class='arckwlink_none'>認(rèn)證，降低溫度以延長壽命。根據(jù)經(jīng)驗，一般情況，將電解電容器外殼溫度降低10℃，其使用壽命將延長一倍。

　　然后，我們需考慮包含電源的設(shè)備外殼周圍的最高氣溫；外殼周圍的最高氣溫與最高工作溫度之間的差就是最大允許溫升。例如，如果電源可在50℃環(huán)境下工作，且若包含電源的設(shè)備工作在非空調(diào)環(huán)境，且環(huán)境最高溫度可達40℃，則電源允許的溫升為10℃。

　　下一步是確定待散熱的功耗。機殼內(nèi)的總功耗是由負(fù)載功耗加上電源自身發(fā)熱的功耗的總和。例如，如果電子電路的負(fù)載標(biāo)稱為260W，假定電源的效率是80％，則散發(fā)的總熱量為260W/0.8，即325W。

　　最后，就可算出所需的風(fēng)量。對給定熱量來說，為保持特定溫升所需的風(fēng)量，可以采用一個常數(shù)（2.6）用一個簡單通用的公式算出：

　　風(fēng)量（m3/hr）=2.6&TImes;總功耗（W）/允許溫升（℃）

　　在我們的例子中， 所需的風(fēng)量是：2.6&TImes;325W/10℃=84.5m3/hr

　　遺憾的是，找到解決方案并不像按上述方案算出所需的風(fēng)量并據(jù)此選擇相應(yīng)規(guī)格的風(fēng)扇那樣簡捷直白；因為風(fēng)扇的標(biāo)稱風(fēng)量數(shù)據(jù)是按工作在自由空氣環(huán)境下給出的，但在現(xiàn)實應(yīng)用中，殼體自然對氣流產(chǎn)生阻滯，這被稱為壓降或壓損，從而降低風(fēng)扇的自由空氣流通性能。

　　壓損因應(yīng)用而異，取決于：PCB的大小和位置、入風(fēng)口和出風(fēng)口大小、機殼內(nèi)空氣流經(jīng)的截面積等。情況變得微妙的是：壓損還取決于空氣流經(jīng)殼體時的速度，而反過來，壓損又會影響氣流速度。氣流越快，壓損越高，但較高的壓損又反過來會降低空氣流速。若風(fēng)扇選型不周到，那么在應(yīng)用中，當(dāng)壓損與風(fēng)速達到某個平衡點， 其低于將一定熱量排出機殼所需的散熱水平時，風(fēng)扇就可能成為擺設(shè)。

　　確定每一應(yīng)用的實際壓損太過復(fù)雜，因為這將需要流體動力學(xué)方程方面的詳細知識，但可通過使用圖1中所示的壓損-流率曲線來近似算出。借此可作為入手處，進行進一步評估。

　　圖1：壓損-流率曲線。