Upravljanje toplote napajalnika
Napajalnik bo med delovanjem proizvajal toploto, nenehno naraščanje temperature pa bo povzročilo spremembe v zmogljivosti, kar lahko sčasoma privede do okvare sistema; Poleg tega bo toplota skrajšala tudi življenjsko dobo komponent in vplivala na dolgoročno zanesljivost. Zato upravljanje energije vključuje tudi toplotno upravljanje.
Toplotno upravljanje sledi osnovnim principom fizike. Obstajajo trije načini prevodnosti toplote: sevanje, prevodnost in konvekcija. Za večino elektronskih sistemov je potrebno hlajenje pustiti toploto zapustiti vir toplote s prevodnostjo in jo nato s konvekcijo prenesti na druga mesta.
Pri toplotni zasnovi je potrebno kombinirati različno strojno opremo za upravljanje toplote, da učinkovito uresničimo zahtevano prevodnost in konvekcijo. Obstajajo trije najpogosteje uporabljeni sevalni elementi: hladilnik, toplotna cev in ventilator. hladilnik in toplotna cev sta pasivna hladilna sistema brez napajanja, ventilator pa je aktivni sistem za prisilno hlajenje z zrakom.
Rešitev hladilnika:
Hladilnik je aluminijasta ali bakrena konstrukcija, ki lahko pridobi toploto iz vira toplote s prevodnostjo in prenese toploto v zračni tok (v nekaterih primerih v vodo ali druge tekočine), da uresniči konvekcijo. Obstaja veliko vrst hladilnikov, kot so pomivalno telo za žigosanje, ekstruzijsko hladilno telo, hladilno telo s prevleko, hladilno telo z lopatico, hladilnik za spajkanje itd.
Hladilnik nima gibljivih delov, nižji stroški delovanja, način nizke napake. Ko je radiator priključen na vir toplote, ko se topel zrak dviga, bo naravno prišlo do konvekcije, ki bo začela in še naprej tvorila pretok zraka. Toda hladilnik, ki prenaša veliko toploto, ima veliko prostornino, bo imel visoke stroške in veliko težo in mora biti pravilno nameščen, kar bo vplivalo ali omejilo fizično postavitev vezja.
Rešitev HeatPipe:
Vir toplote pretvori delovno tekočino v paro v toplotni cevi, para pa prenaša toploto na hladnejši konec toplotne cevi. Na tem koncu se para kondenzira v tekočino in sprosti toploto, medtem ko se tekočina vrne na toplejši konec. Morfološki prehod plin-tekočina je neprekinjen in ga poganja le temperaturna razlika med hladnim in vročim koncem. Priključitev hladilnika ali druge hladilne naprave na hladnem koncu lahko reši problem odvajanja toplote lokalnih vročih točk z blokiranim pretokom zraka.
Rešitev ventilatorja:
V mnogih primerih, zlasti kadar je pot pretoka zraka ukrivljena, navpična ali blokirana, so običajno edini način za zadosten pretok zraka. Ključni parameter, ki določa zmogljivost ventilatorja, je dolžina enote ali enotni volumenski pretok zraka na minuto. Vendar pa je fizična velikost problem: velik ventilator z nizko hitrostjo lahko proizvede enak pretok zraka kot majhen ventilator z veliko hitrostjo, zato obstaja kompromis med velikostjo in hitrostjo. V kombinaciji z modulom hladilnika bo vedno zagotavljal dobro toplotno zmogljivost v številnih aplikacijah.
Toplotno upravljanje lahko zmanjša temperaturo komponent in notranjega okolja v napajalniku, podaljša življenjsko dobo izdelkov in izboljša zanesljivost. Vključuje kompromise glede velikosti, moči, učinkovitosti, teže, zanesljivosti in stroškov. Pri izdelavi toplotne zasnove je treba oceniti prioritete in omejitve projekta.
