Las ventajas de la fuente de alimentación refrigerada por agua
Las ventajas de la fuente de alimentación refrigerada por agua
Por: Brian Lu / Departamento de Servicio Técnico de MWUSA
brian@meanwellusa.com
Según la aplicación diferente, los métodos de disipación térmica pueden ser diferentes. Generalmente, la convección natural, la convección forzada y el enfriamiento por agua son métodos comunes de disipación térmica y poseen diferentes capacidades de disipación térmica. Consulte la siguiente descripción de comparación basada en diferentes métodos de disipación térmica.
- Comparación del coeficiente de transferencia de calor entre diferentes métodos de disipación
| Método de disipación de calor | Coeficiente de transferencia de calor (W / m 2 K) |
| Convección natural | 3-12 |
| Convección de aire forzado | 10-100 |
| Refrigeración por agua | 3000-7000 |
- Comparación de la capacidad de disipación de calor entre diferentes métodos de disipación térmica
De la tabla y el gráfico mencionados anteriormente, es obvio que la refrigeración por agua posee mayores capacidades de disipación térmica, pero se espera un mayor costo en el diseño del mecanismo del sistema. La comparación entre tres métodos diferentes de disipación térmica de SPS incluye ventajas, desventajas y aplicaciones como se muestra en la siguiente tabla.
| Ventajas | Desventajas | Aplicaciones | |
| Convección natural (pasiva) | • Ampliamente disponible • Bajo costo • Sin consumo de energía adicional • Sin ruido acústico ni vibraciones, operación silenciosa • Mínimo mantenimiento • Construcción simple, fácil instalación. | • Baja capacidad de disipación de calor • Gran requerimiento área de disipación de calor • Fuertemente o dependencia rientation • Difícil de controlar la eficiencia de disipación de calor en diferentes condiciones ambientales • Convección superficies deben estar libres de suciedad o corrosión | • Aplicaciones de baja densidad de potencia • Sin ruido, requisitos de vibración, como equipos médicos de baja potencia, iluminación interior, electrónica del hogar, seguridad, instrumentos de precisión, etc. |
| Convección de aire forzado (activo) | • Menor resistencia térmica para el mismo volumen en comparación con los métodos de disipación térmica pasiva • Mayor capacidad de disipación térmica en comparación con los métodos de disipación térmica pasiva • Rendimiento de enfriamiento personalizado. | • Fiabilidad a corto plazo • Costoso • Requiere mantenimiento y reemplazos regulares. • Escombros de objetos extraños como polvo • Ruido acústico y vibraciones • Requiere una fuente de energía adicional para su funcionamiento. | • Aplicaciones de densidad de potencia media a alta • Sistemas con flujo de aire existente • Se utiliza normalmente en equipos industriales, información y comunicaciones, iluminación exterior, etc. |
Refrigeración por agua (activa) | • Capacidad de disipación de calor mucho mayor • Alta eficiencia de disipación térmica • Sin ruidos ni vibraciones, funcionamiento silencioso • Refrigeración eficaz con temperaturas ambientales elevadas • Aumento de la vida útil del SPS • Rango de temperatura de funcionamiento muy amplio | • Complejidad • Costoso • Susceptibilidad a fugas • Requiere un enfriador de líquido externo adicional | • Aplicaciones de densidad de potencia alta a ultra • Aplicaciones de perfil bajo • Requieren equipos de ciclos de calor constante • Ambientes hostiles • Se usa principalmente en equipos industriales de alta potencia como láser industrial, estación de carga, etc. |
El enfriamiento por convección y el enfriamiento por aire forzado se han adoptado ampliamente en los diseños de fuentes de alimentación de modo de conmutación y, por lo general, se integran en aplicaciones que producen menos calor o un rango de potencia baja a media. Las aplicaciones que producen altas temperaturas, como el láser de fibra, deben utilizar la circulación de agua (enfriada por agua) a través de un enfriador de agua para disipar el calor. Las aplicaciones compactas de alta potencia (~ 10KW arriba) también utilizan la técnica de enfriamiento por agua para reducir el factor de forma general. Aprovechando el enfriador de agua preexistente, la fuente de alimentación refrigerada por agua es la primera opción para aplicaciones de diseño compacto de alta potencia y láser en lugar de la fuente de alimentación refrigerada por convección o aire forzado.
MEAN WELL es la primera fuente de alimentación refrigerada por agua, serie PHP-3500, capaz de generar hasta 3500W. A través de la función de intercambio de corriente activa, hasta cuatro unidades pueden estar en paralelo para entregar hasta 14,000W. Con capacidad de enfriamiento por agua, el PHP-3500 es adecuado para aplicaciones de láser de fibra y compactas de alta potencia equipadas con enfriador de agua. Además de la refrigeración por agua, la serie PHP-3500 también se puede enfriar con aire forzado mediante ventiladores externos para ofrecer plena potencia para aplicaciones de automatización industrial. Sin embargo, refrigerado por agua puede reducir efectivamente la temperatura de los componentes internos de la fuente de alimentación. El siguiente video muestra el MOSFET de potencia PHP-3500-48 y la temperatura del capacitor entre enfriamiento por agua y enfriamiento por aire forzado.
Artículo original en inglés por Brian Lu
