淺談POWER散熱風扇不同風向優缺點

文: 鄭讚國 /RMA
peter@meanwell.com

 

筆者從事電源供應器售後服務工作約十餘年,有幸見證到「電源供應器」產業的進化史,不僅在線路設計技術大幅躍進,零件方面在同規格的尺寸也越來越小型化,在此趨勢下造就電源供應器功率密度不斷的提升,產品體積也越來越小。
 
高瓦數機型設計要符合此趨勢的另一個議題就是散熱問題。最簡單的方式,是以風扇來強化散熱能力,但僅僅加入風扇,這樣仍是不夠的,故而將風扇風向方向由吸出式轉變為內吹式提高散熱效果,不僅可以大幅降低零件溫<度,且也可以縮小產品內部空間體積,但由於過去客戶使用習慣未同步轉變,這樣的設計改變相對也帶來其他的議題。
 

針對內吹式風扇常見的不良問題如下說明:


圖一、風扇鐵網卡灰塵造成風量不足



圖二、產品內部零件迎風面大量積塵



圖三、因積塵/濕氣問題導致銅箔跳火

 
圖一

游離在空氣中的灰塵會被風扇吸過來附著在鐵網上,時間一久累積起來的灰塵量就很可觀,且會卡住鐵網造成吸入風量不足,嚴重影響散熱,更甚者會觸發FAN LOCK的功能,進而使機器關機。
 
圖二

靠近風扇附近零件面對風向的迎風面也很容易卡灰塵造成散熱不足,如再吸收到空氣中的濕氣,將更容易造成零件耐壓降低或跳火而短路。
 
圖三

兩帶高壓電銅箔間距離原始設計是足夠的,但在風向助長下,因為積塵及吸收濕氣而導致距離變小,進而導致耐壓降低而跳火,造成不良。

以下針對兩種風扇結構的優缺點比較: 

結構 優點 缺點 建議使用場所
內吹式
  • 散熱效率高
  • 不需太多散熱結構
  • 產品體積較小
  • 易受產品週遭環境影響,如灰塵/濕氣
  • 風扇口高壓迴路較易發生跳火問題
  • 零件較易受濕氣影響。
  • 風扇較容易卡灰塵
  • 金屬部件容易生鏽
機房
外吹式
  • 散熱效率中等
  • 內部元件以及高壓迴路較不易受環境濕氣影響
  • 內部比較不容易積塵
  • 產品/風扇壽命較長
  • 產品較不易受環境/濕氣影響
  • 內部溫度較高
  • 體積較大
開放式空間場所
電控箱
廠房
 
 

針對產品風扇內吹式結構的設計,要改變客戶使用習慣實非易事,產品又不能因此再變更風扇方向走回頭路,在此兩者之間如何取得平衡點?成為了設計者的一大功課。
明緯開發的新一代無風扇傳導散熱式電源供應器,於推出後,迅速成為客戶間的新寵兒,好評不斷。獨特的無風扇設計能解決過去電源風扇應用在多塵環境下,吸入粉塵所造成的故障議題,有效減少設備維護頻率以及成本開銷,對於具有安靜訴求場合與室內設備也非常適合使用這款電源。
 


UHP全系列,涵蓋200~2500W

產品特色如下:
 
結構 優點 建議使用場所
自然
散熱
• 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
• 結構簡單, 安裝容易
• 適用於低功率密度
• 需要無無噪音無震動
  的環境, 譬如小功率
  醫療設備, 室內照明,
  家電, 安防, 精密儀
  器等
 
無風扇設計相關資訊可參考:http://www.meanwell.com.tw/newsInfo.aspx?c=5&i=707