文: 顧曉東博士/ 研發(fā)部

一般內(nèi)置風(fēng)扇的交換式電源供應(yīng)器(SPS)在某些特定設(shè)備或環(huán)境使用中有些許困擾產(chǎn)生，例如不可避免的噪音、振動(dòng)、額外的功耗、意外的機(jī)械故障、短期可靠性與粉塵碎屑等；反之，無風(fēng)扇SPS具有本體尺寸更小、安靜、可靠與靈活等優(yōu)點(diǎn)。為了解無風(fēng)扇SPS和內(nèi)置風(fēng)扇SPS的散熱設(shè)計(jì)與特性差異，下面將介紹SPS各種不同的散熱方式。
 
SPS效率與功率損耗

SPS效率是總輸出功率與輸入功率的百分比。SPS功率損耗主要來自于相關(guān)主動(dòng)與被動(dòng)組件, 例如開關(guān)器件、接面組件、電容與電感…等，由于相關(guān)組件一定會(huì)產(chǎn)生能量耗損并以熱的形式消散，因此SPS不可能達(dá)到100％的效率。然而藉由選擇適當(dāng)?shù)碾姎?/span>設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)慕M件仍然可以讓SPS實(shí)現(xiàn)95％以上甚至更高的效率。額外的功率損耗將影響SPS電氣與散熱特性，過多的損耗也容易造成組件電氣特性偏移與產(chǎn)品壽命的衰減。
 

SPS散熱方式

SPS設(shè)計(jì)差異，SPS制造商會(huì)設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)散熱方式的產(chǎn)品，一般常見的為自然對(duì)流、傳導(dǎo)散熱、強(qiáng)制對(duì)流與水冷…等方式。不同的散熱與冷卻方式其散熱能力差異很大，可參考以下常見的散熱方式比較說明。

1. 散熱方式與熱傳系數(shù)

散熱方式	熱傳系數(shù)(W/m2K)
自然對(duì)流	3-12
強(qiáng)制對(duì)流	10-100
水冷	3000-7000

 

2. 散熱方式與散熱能力

 
     由上圖與表格可以明顯看出,水冷散熱方式相對(duì)于其他散熱方式有更高的散熱效益,當(dāng)然整體系統(tǒng)架構(gòu)上則需付出更高的成本，下表為針對(duì)SPS設(shè)計(jì)做三種不同散熱方式比較，包括優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和應(yīng)用。
  
 

	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)	應(yīng)用
自然散熱 (被動(dòng))	? 可廣泛使用 ? 低成本 ? 無額外功耗 ? 無聲噪與振動(dòng), 靜音運(yùn)作 ? 低維護(hù) ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 安裝容易	? 散熱能力低 ? 需要大散熱面積 ? 散熱能力與方向性強(qiáng)相關(guān) ? 在不同的環(huán)境下難以有效控制   散熱 ? 對(duì)流散熱面必須保持清潔無異   物與侵蝕	? 適用于低功率密度 ? 需要無無噪音無震動(dòng)   的環(huán)境, 譬如小功率   醫(yī)療設(shè)備, 室內(nèi)照明,   家電, 安防, 精密儀   器等
強(qiáng)制風(fēng)冷 (主動(dòng))	? 體積熱阻, 比被動(dòng)式散熱   方式小 ? 散熱能力, 比被動(dòng)式散熱   方式高 ? 可自定制冷卻性能	? 短期可靠度 ? 成本較高 ? 需要經(jīng)常維護(hù)與更換 ? 外來異物, 譬如粉塵 ? 聲噪與振動(dòng) ? 需要提供額外電力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇	? 適用于中到高功率密   度 ? 系統(tǒng)本身非密閉有空   氣流動(dòng) ? 一般用于工業(yè)設(shè)備,   資通訊, 戶外照明等
水冷 (主動(dòng))	? 優(yōu)良的散熱能力 ? 散熱效率高 ? 無噪音與振動(dòng), 運(yùn)作安靜 ? 在高環(huán)溫下也能有效冷卻 ? 提升SPS使用壽命 ? 可在非常寬范圍溫度下運(yùn)   作	? 復(fù)雜 ? 成本較高 ? 對(duì)泄漏很敏感 ? 需要外接水冷機(jī)	? 適用于高到極高功率密度 ? 薄型化應(yīng)用 ? 需要定溫循環(huán)的設(shè)備 ? 惡劣環(huán)境 ? 大多用于高功率工業(yè)設(shè)備, 例如工業(yè)雷射, 充電站等

 
明緯高功率無風(fēng)扇SPS產(chǎn)品簡(jiǎn)介


尺寸更小(尺寸減小約50％)，高工作效率，更寬范圍的操作溫度，涵蓋廣泛的安全認(rèn)證和高性價(jià)比(性能/價(jià)格)，適合于各種應(yīng)用。UHP / PHP系列是針對(duì)解決客戶系統(tǒng)遭遇上述特定應(yīng)用困擾時(shí)，能完整解決終端系統(tǒng)麻煩的標(biāo)準(zhǔn)電源最佳選擇。
   UHP / PHP系列的特點(diǎn)如下所示。

1. 尺寸小, 可解決現(xiàn)代小型化設(shè)備的安裝限制。
2. 無風(fēng)扇設(shè)計(jì)適用于在靜音環(huán)境中使用的設(shè)備且額外的好處是可提高系統(tǒng)的可靠性。
3. 高效能與低耗能, 可讓設(shè)備整體節(jié)能效果更佳。
4. -30~+70℃超寬工作溫度，可適用于更多不同環(huán)境或場(chǎng)所。
5. 通過UL/TUV62368-1, IEC/EN60950-1安規(guī)認(rèn)證。
6. 符合IEC/EN60335-1, EN61558 OVC III規(guī)范。
7. 可在5000m海拔上運(yùn)作。

  
UHP / PHP系列具有無風(fēng)扇和灌半膠設(shè)計(jì)，可為精密儀器、充電站、工控配電柜、工業(yè)4.0機(jī)器人應(yīng)用與資通電訊設(shè)備提供最佳的解決方案。如下的概要比較表，可供您快速參考，藉以了解UHP / PHP系列的主要區(qū)別，并根據(jù)需求挑選合適的產(chǎn)品。
 

	UHP-500	UHP-750	UHP-1000	UHP-1500	UHP-2500	PHP-3500
冷卻方式	被動(dòng)式冷卻	被動(dòng)式冷卻	被動(dòng)式冷卻	被動(dòng)式冷卻	被動(dòng)式冷卻	水冷
輸入電壓	90~264Vac	90~264Vac	90~264Vac	90~264Vac	90~264Vac	90~264Vac
輸出電壓	4.2/ 5/ 12/ 15/ 24/ 36/ 48V	12/ 24/ 36/ 48V	24/ 48V	24/ 48V	24/ 48V	24/ 48V
效率	95%	95%	96%	96%	96%	96%
通訊接口	─	─	─	CANBus PMBus	CANBus PMBus	CANBus PMBus
尺寸 (L x W x H mm)	232*81*31	237*100*41	240*115*41	290*140*41	310*140*60	380*140*60