文: 顧曉東博士/ 研發(fā)部

一般內(nèi)置風扇的交換式電源供應器(SPS)在某些特定設備或環(huán)境使用中有些許困擾產(chǎn)生，例如不可避免的噪音、振動、額外的功耗、意外的機械故障、短期可靠性與粉塵碎屑等；反之，無風扇SPS具有本體尺寸更小、安靜、可靠與靈活等優(yōu)點。為了解無風扇SPS和內(nèi)置風扇SPS的散熱設計與特性差異，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)主動與被動組件, 例如開關(guān)器件、接面組件、電容與電感…等，由于相關(guān)組件一定會產(chǎn)生能量耗損并以熱的形式消散，因此SPS不可能達到100％的效率。然而藉由選擇適當?shù)碾姎庠O計、散熱設計和適當?shù)慕M件仍然可以讓SPS實現(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設計差異，SPS制造商會設計相對應散熱方式的產(chǎn)品，一般常見的為自然對流、傳導散熱、強制對流與水冷…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)
自然對流	3-12
強制對流	10-100
水冷	3000-7000

 

1. 散熱方式與散熱能力

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

	優(yōu)點	缺點	應用
自然散熱 (被動)	? 可廣泛使用 ? 低成本 ? 無額外功耗 ? 無聲噪與振動, 靜音運作 ? 低維護 ? 結(jié)構(gòu)簡單, 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相關(guān) ? 在不同的環(huán)境下難以有效控制   散熱 ? 對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   的環(huán)境, 譬如小功率   醫(yī)療設備, 室內(nèi)照明,   家電, 安防, 精密儀   器等
強制風冷 (主動)	? 體積熱阻, 比被動式散熱   方式小 ? 散熱能力, 比被動式散熱   方式高 ? 可自定制冷卻性能	? 短期可靠度 ? 成本較高 ? 需要經(jīng)常維護與更換 ? 外來異物, 譬如粉塵 ? 聲噪與振動 ? 需要提供額外電力驅(qū)動風扇	? 適用于中到高功率密   度 ? 系統(tǒng)本身非密閉有空   氣流動 ? 一般用于工業(yè)設備,   資通訊, 戶外照明等
水冷 (主動)	? 優(yōu)良的散熱能力 ? 散熱效率高 ? 無噪音與振動, 運作安靜 ? 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   作	? 復雜 ? 成本較高 ? 對泄漏很敏感 ? 需要外接水冷機	? 適用于高到極高功率密度 ? 薄型化應用 ? 需要定溫循環(huán)的設備 ? 惡劣環(huán)境 ? 大多用于高功率工業(yè)設備, 例如工業(yè)雷射, 充電站等

 
明緯高功率無風扇SPS產(chǎn)品簡介


尺寸更小(尺寸減小約50％)，高工作效率，更寬范圍的操作溫度，涵蓋廣泛的安全認證和高性價比(性能/價格)，適合于各種應用。UHP / PHP系列是針對解決客戶系統(tǒng)遭遇上述特定應用困擾時，能完整解決終端系統(tǒng)麻煩的標準電源最佳選擇。
   UHP / PHP系列的特點如下所示。

1. 尺寸小, 可解決現(xiàn)代小型化設備的安裝限制。

2. 無風扇設計適用于在靜音環(huán)境中使用的設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)境或場所。

5. 通過UL/TUV62368-1, IEC/EN60950-1安規(guī)認證。

6. 符合IEC/EN60335-1, EN61558 OVC III規(guī)范。

7. 可在5000m海拔上運作。

  
UHP / PHP系列具有無風扇和灌半膠設計，可為精密儀器、充電站、工控配電柜、工業(yè)4.0機器人應用與資通電訊設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	被動式冷卻	被動式冷卻	被動式冷卻	被動式冷卻	被動式冷卻	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