V dnešní článku porovnáme vlastnosti metod chlazení spínaných zdrojů. Způsob, který odvádí unikající teplo, by měl být součástí každého návrhu řešení napájení v průmyslu, vývoji nebo testování. Mezi hlavní metody v tomto případě patří přirozené chlazení volně proudícím vzduchem, aktivní výměna vzduchu, což jsou například ventilátory, nebo odvod tepla vodním chlazením. Z výzkumu jednotlivých metod je patrné, že právě poslední zmíněná metoda, tedy chlazení vodou, poskytuje relativně nejlepší možnost aplikace při vyšší pracovní teplotě, ovšem za vyšší cenu nákladů na provedení.
Podrobné porovnání metod chlazení spínaných zdrojů nabídne porovnání výhod a nevýhod nejčastějších provedení.
Přirozené pasivní chlazení – pasivní
Výhodou této metody chlazení je snadná dostupnost. V běžných aplikacích lze přísun volného vzduchu zajistit bez větších investic. Samovolný chod nevyžaduje přídavné mechanismy, které by spotřebovávaly energii navíc a logicky nedochází k akustickým ani mechanickým projevům. Velkým plusem pro tuto metodu je snadná instalace a především bezúdržbovost.
Co je ovšem nevýhodou, je menší schopnost odvodu tepla, větší požadavky na ochlazovací plochu a vyšší vliv montážní plochy na dosažitelné parametry. Pokud se teploty často mění, o to menší je šance plné kontroly nad procesem chlazení. Odvod tepla pak může negativně ovlivnit poškozený nebo znečištěný povrch chladící plochy.
Aktivní chlazení vzduchem
Požadavek na velikost chladící plochy je o něco menší, než u předchozí metody chlazení. Aktivní chlazení vzduchem také lépe odvádí teplo, což je možné navíc plně regulovat. Negativum je vyšší pořizovací cena v návaznosti na realizaci, nižší spolehlivost a požadavek na pravidelnou údržbu. Před koncem životnosti zabrání pouze pravidelná výměna dílů.
Chladící schopnost je ovlivňována prachem a je nutné s tím počítat. Dále aktivní chlazení vzduchem doprovází akustické jevy a vibrace. Pro pohyb vzduchu je také vyžadována dodatečná energie.
Vodní chlazení
Pokud tuto metodu porovnáme s oběma metodami chlazení vzduchem, pak vodní chlazení dosahuje nejvyšší účinnosti přenosu tepelné energie mimo aplikaci. Zároveň řeší negativa aktivního chlazení vzduchem, jelikož nepodléhá akustickým jevům ani vibracím. Díky efektivitě této metody ji lze použít ve výkonnějších aplikacích s výraznou produkcí tepelné energie.
Nevýhodou vodního chlazení je složitější proveden a vyšší vstupní náklady. Dosažením nižších provozních teplot je ale výrazně prodloužena jeho životnost. Velkou výhodou je také možnost regulovat průběh chlazení. Pro únik tepla vzniká požadavek na vnější výměník pro uvolněné kapaliny.
Vodní chlazení je vhodné pro laserové aplikace nad 100 kW a obecně se hodí do míst s menšími prostorovými dispozicemi. Například typ MEAN WELL PHP-3500 s výkonem 3,5 kW je schopný v paralelním provozu napájet až 14 kW zátěž. Na základě testů bylo odhaleno, že metoda vodního chlazení má reálně teplotu o 6 až 18 °C nižší, než klasické a jednoduché metody chlazení vzduchem.