Низкий профиль или срочно похудеть!
Как Вы поступите, имея модуль электропитания в виде некоторого геометрического объема со своей длиной, шириной и высотой (или толщиной - она то и называется профиль)? Системы кондуктивного охлаждения нет, а есть слабенький вентилятор и окружающий воздух. При этом до идеального КПД = 1 еще далеко, а тепла выделяется неприятно много?
Правильно - вы возьмете условный молоток и начнете плющить модуль так, чтобы уменьшить его профиль.
Ничего, что у модуля начнет увеличиваться длина или ширина, или оба параметра. Главное, что у него начнет увеличиваться поверхность охлаждения. В какой-то момент вы удовлетворены – и слабенький вентилятор, и просто окружающий воздух заработают, тепло начнет эффективно сниматься, а надежность модуля начнет резко увеличиваться (снижение перегрева на каждые 10 градусов будет давать увеличение времени наработки на отказ вдвое!).
А если с таким упорством вы будете продолжать ваш труд – вы достигнете идеала – профиль станет равен нулю, площадь поверхности станет равна бесконечности. Да, что там вентилятор или воздух – и в космосе в вакууме охлаждение будет отличное! Таким образом, мы изобрели способ получения модуля, не требующего системы охлаждения!
Шутка, в которой есть доля шутки.
Если вас это развеселило, то к барьеру – к эссе!
Начнем с того, что впрямую дает низкопрофильность (LP) или еще более правильно – планарность.
Рис. 1.
Красными кружками условно показаны в районе центральной части корпуса концентраторы тепла, например, это могут быть трансформаторы, дроссели, полупроводники, терморезисторы и т.п. Крайне важно не допустить нагрева этих элементов выше какой-то критической температуры, например +100 °C.
Очевидно (рис. 1), что тепловой путь h1 для толстого модуля электропитания гораздо длиннее, чем для низкопрофильного планарного модуля – h2, и поэтому низкопрофильному модулю для удержания внутри конструкции предельной температуры 100 ⁰С можно позволить большую температуру на радиаторе – +84 °C, в отличие от левой конструкции, имеющей на радиаторе +78 °C. Далее все просто - окружающий воздух, например, имеет температуру +60 °C, тогда левый радиатор будет работать с перегревом относительно окружающей среды +18 °C, а правый радиатор с перегревом относительно окружающей среды +24 °C.
Значит при одинаковой выделяемой модулями мощности, например 100 Вт тепловое сопротивление левого радиатора должно быть 18/100 = 0,18 °C/Вт, а правого радиатора - 24/100 = 0,24 °C/Вт. А это означает, что вам придется для толстого модуля электропитания брать радиатор на примерно 30 % массивнее, чем для планарного!
Именно поэтому радиатор совместно с модулем электропитания для правой, низкопрофильной планарной конструкции будет заметно меньших размеров и веса. Представьте, как это может повлиять на передвижные малогабаритные изделия, особенно летающие, например, на дроны.
Для продукции AEPS-GROUP мы дали команду – срочно похудеть! Обращайте внимание на наши модули с индексом LP.
Перечисленные выгоды планарных конструкций модулей электропитания - не единственные. При встрече расскажу и о других.
Генеральный конструктор AEPS-GROUP Александр Гончаров.