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水冷电源优势大解析

文:  Brian Lu/ MWUSA Technical Service Dept.
brian@meanwellusa.com


由于客户应用环境与SPS设计差异,SPS制造商会设计相对应散热方式的产品,一般常见的为自然对流、传导散热、强制对流与水冷…等方式。不同的散热与冷却方式其散热能力差异很大,可参考以下常见的散热方式比较说明。
 

 

  1. 散热方式与热传系数

 
      2. 散热方式与散热能力
 


  
由上图与表格可以明显看出,水冷散热方式相对于其他散热方式有更高的散热效益,当然整体系统架构上则需付出更高的成本,下表为针对SPS设计做三种不同散热方式比较,包括优点、缺点和应用。
 

 

目前在开关电源设计中,对流冷却和强制风冷被广泛采用,普遍被使用在产生较少热或是中低功率的应用中。针对产生较高热量的应用(例如光纤激光器)则大多利用水冷器通过水循环(水冷)来散热。极高功率密度之大功率(约10KW以上)应用也会使用水冷技术,以减小设备整体尺寸。利用既有的水冷机,具备水冷的电源产品是激光和极高功率密度之大功率设计应用的首选。

明纬首款水冷电源PHP-3500系列,最高输出可达3500W,透过并联功能,最多可并联四台产品,以提供高达14,000W的功率。由于具备水冷功能,PHP-3500适用于光纤激光器和配备水冷机的高密度功率应用。除了水冷之外,针对工业自动化应用所需,PHP-3500系列也可以通过外部风扇进行冷却散热。两种散热模式主要差异在水冷可以有效降低电源内部零件的温度。从下方影片中,可以看到PHP-3500-48在水冷和风冷的散热模式下,MOSFET和电容器的温度变化。使用水冷散热的方式,MOSFET和电容器的温度比风冷低6~18°C。水冷技术不仅可以使电源内部零件维持在一个更低的理想温度,使产品具有更高的可靠性,也让高功率应用或光纤激光器的产品外形设计更加小巧。

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