電源風扇冷卻的氣流方向是什么

對于集成內(nèi)置風扇的電源，有些電源讓風扇將冷空氣吹入電源，而有些電源則讓風扇將熱空氣排出。有些產(chǎn)品可以讓電源制造商改變風扇的方向。當系統(tǒng)和電源氣流方向不同時，對用戶可能會有幫助。這將最大限度地減少可能會導(dǎo)致電源風扇停轉(zhuǎn)和過熱的背壓問題。

決定標準電源產(chǎn)品氣流方向的是產(chǎn)品的使用方式、機械結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境、內(nèi)部背壓和可靠性。

機架安裝設(shè)備的風扇方向

機架安裝設(shè)備，如TDK-Lambda Genesys+ 系列直流可編程電源，冷空氣從設(shè)備前部吸入，較熱的空氣從后部排出。主要是為了避免熱空氣直接吹向操作員或技術(shù)人員，引起不適。這是大多數(shù)大型機架系統(tǒng)的標準配置，可利用安裝在系統(tǒng)機柜頂部或背部的風扇將熱量排出系統(tǒng)。可用管道將空氣排出室外以降低空調(diào)成本。

關(guān)鍵元器件的冷卻

風扇在電源內(nèi)的位置和風向是在產(chǎn)品開發(fā)早期就做出的決定。電解電容器廣泛用于電源內(nèi)部的多處電路中，其壽命很大程度上取決于其外殼溫度。電容器溫度每升高10℃，其使用壽命就會減半，因此必須相應(yīng)地引入冷空氣以避免早期現(xiàn)場故障。

輸入（初級）部分的電容器用于存儲能量，以允許產(chǎn)品在交流輸入出現(xiàn)暫降（通常為10 到 20 毫秒）期間繼續(xù)運行。電容器還用于輸出（次級）濾波電路以減少高頻紋波和控制電路。由于過熱而導(dǎo)致的電容量損失可能表現(xiàn)為輸出電壓振蕩、隨機關(guān)機以及斷電后無法重新啟動等。

熱敏元器件上的氣流方向比較

我們以TDK-Lambda 1000W RWS1000B 封閉式電源為例，該電源帶有內(nèi)部風扇并有反向氣流選項。

圖 3將 RWS-B 的上蓋移除，以顯示風扇和電解電容器位置。通過該視圖，我們可以查看風扇氣流方向的優(yōu)缺點。

圖3：電解電容和風扇位置

輸入和輸出端子在產(chǎn)品的前面（左側(cè)），風扇在背面（右側(cè)）。紅色箭頭顯示輸入和輸出電容器的位置。

排出熱風的優(yōu)點

如圖 4 中箭頭的大小所示，左側(cè)進入電源的空氣速度低于出口速度。這是因為有效橫截面積大約是右側(cè)（風扇）橫截面積的兩倍。低速空氣不太可能吸入可能影響產(chǎn)品壽命的外部污染物（灰塵和污垢）。

圖4：風扇將熱空氣吹出電源（出風）

冷空氣從電源左側(cè)通過吸入，經(jīng)由輸出電容器，使它們保持涼爽并延長其使用壽命。

排熱風的壞處

輸入電容器將接收較熱的空氣，但增加的導(dǎo)風擋板和位于蓋子上的槽或孔可以緩解這種情況。通常，輸入電容器對熱的敏感度低于輸出（濾波）電容器。

較低速度的空氣不容易被引導(dǎo)到磁性器件等熱的物體上。空氣總是走阻力最小的路徑

熱空氣被吸入風扇軸承，這可能會影響風扇壽命。如果根據(jù)環(huán)境溫度控制風扇轉(zhuǎn)速，可減少軸承磨損。也可以使用更高質(zhì)量或更高溫度的風扇。

風扇吹入冷風的優(yōu)點

從圖 5 中可以看出，冷空氣被吸入風扇軸承，從而延長了風扇壽命。

圖5：風扇吹入冷空氣

更高速度的冷空氣會產(chǎn)生背壓，并且可以利用擋板將其引導(dǎo)到熱區(qū)域，例如磁性器件。這可以減少電源的降額，允許它在更高的環(huán)境溫度下提供更多的功率。

風扇吹入冷風的缺點

當熱空氣從左側(cè)排出時，輸出電容器可能會變得更熱。可以使用更大和/或更高質(zhì)量的電容器，這樣可以減少內(nèi)部發(fā)熱、運行溫度更低并抵消縮短的使用壽命。

更多的污染物可能會被吸入電源。

許多風扇冷卻電源（如RWS1000B）在其數(shù)據(jù)表中提供“反向風扇”選項。通常，由于電源內(nèi)的熱性能降低或提高，以及通過風扇的熱空氣流動，最大工作環(huán)境溫度可能會有所不同。

依賴系統(tǒng)氣流冷卻的開架式電源

以 TDK-Lambda 的開放式框架電源CUS600M為例。該產(chǎn)品的額定功率為對流冷卻時 400W（600W 峰值）或外部氣流冷卻時持續(xù) 600W。

雖然不用擔心一體式風扇可能存在的背壓問題，但系統(tǒng)氣流的方向可能會影響產(chǎn)品降額。CUS600M使用說明書顯示，2.7m/s 氣流的最佳方向是橫向，離開大黑色電容器的一側(cè)。（圖7）。冷的空氣首先施加到主變壓器和功率因數(shù)校正升壓電感器。

圖7：根據(jù)冷卻空氣方向的降額百分比

為了提供這些數(shù)據(jù)，制造商使用熱電偶對關(guān)鍵器件進行了多次溫度測量。在進行測量時確保有足夠的時間使溫度穩(wěn)定是非常重要的。

CUS600M 還提供外殼和一體式風扇選項（/EF型號，如圖8）。這可以簡化系統(tǒng)熱管理并且無需進行過多的溫度測量。

使用具有本地技術(shù)支持的電源制造商，他們將很樂意為您的系統(tǒng)產(chǎn)品選擇最佳配置提供建議。制造商的網(wǎng)站應(yīng)該有相關(guān)的技術(shù)文檔可供用戶隨時使用，以設(shè)計產(chǎn)品并確保多年可靠、無故障運行。

審核編輯：郭婷