Принудительное охлаждение электроники это довольно часто используемая практика. У вас имеется замечательный элемент на плате? Нет неприятностей! Поставьте радиатор побольше, да вентилятор замечательнее и вот вам ответ вашей задачи.

Но оказывается не все так легко. Кроме того, что замечательные вентиляторы создают большой уровень шума, так так как и у самого электронного устройства имеется сопротивление воздушному потоку. Тут не работает правило «больше, значит лучше».

Из-за чего, будет поведано в данной статье. Помимо этого, на самые крутые из вентиляторов, каковые ввозятся из-за предела, необходимо приобретать лицензию на импорт.
Смотрите кроме этого: IDC подводит итоги по продажам носимой электроники в 2015 году

В соответствии с свежей статистике IDC, в торжественном четвёртом квартале рынок носимой электроники сделал громадной ход вперёд благодаря растущей популярности фитнес-трекеров и Apple Watch. Всего за данный период времени было реализовано 27,4 миллиона устройств — на 126,9% больше, чем в последнем квартале 2014 года. За целый год продажи носимой электроники составили 78,1 миллиона устройств.

Результат на 171,6% превзошел подобные показатели за 2014 год. Тройка фаворитов осталась неизменной: Fitbit, Apple и Xiaomi.В докладе IDC обратила особенное внимание на продажи Apple Watch.

Постановка проблемыСкажем, вы нашли замечательный вентилятор постоянного тока с объемным расходом воздуха порядка 30фт3\мин. Вашей эйфории нет предела, поскольку чем больше расход воздуха, тем больше скорость потока воздуха в устройства, что со своей стороны позволяет лучше охладить элементы.

Но 30фт3\мин – это тот расход воздуха, что мы бы взяли, если бы на пути потока воздуха не было никаких воздушных сопротивлений, что, вероятнее, не реалистично.Точно вы видели такие (Рис.1) кривые в даташитах на вентиляторы (если вы, само собой разумеется, когда-нибудь заглядывали в них. Дует и дует). Попытаюсь растолковать ее значение. По оси абсцисс отложен гидравлический напор (hydraulic heads в англ. литературе) в мм (либо чаще в дюймах) водяного столба.

Большое значение давления возможно взять, в случае если закрыть, скажем, ладонью, вентилятор. В этом случае потока воздуха не будет, а вся энергия отправится на создание давления. В случае если препятствий воздушному потоку нет, то у нас разовьется большой объемный расход, что имеется прекрасно.Рис.

1. Обычная кривая производительности вентилятора PMD1204PQB1-A.(2).U.GN.Действительность же в большинстве случаев такова, что совокупность имеет конечное воздушное сопротивление и необходимо выбрать точку на кривой, для получения реального значения объемного расхода. Зависимость в совокупности имеет квадратичный вид. R – неспециализированное воздушное сопротивление совокупности. G – объемный расход воздуха.

Сопротивление в большинстве случаев складывается из утрат на сотрудничество воздушного потока с печатной платой, корпусом, входными и выходными отверстиями, сужениями и различными расширениями в корпусе. Для всех для таких элементов в особой литературе имеются приближенные формулы для расчета сопротивления. Рис. 2. сопротивление производительности системы и Кривая вентилятора.

Методы включения вентиляторовЧасто, для охлаждения совокупности употребляются пара вентиляторов. Имеется отличие в том, как вы планируете их поставить – параллельно либо последовательно. Параллельно – это в то время, когда вы ставите два вентилятора рядом, а последовательно – это два вентилятора приятель за втором.

Последовательная установка увеличивает статическое давление и больше подходит к совокупностям с высоким внутренним сопротивлением (к примеру, в то время, когда у вас весьма плотная установка элементов в корпусе и вентиляционная перфорация не впечатляет)(Рис.3), а параллельная )(Рис.4), напротив, для совокупностей с низким сопротивлением воздушному потоку и употребляется для повышения массового расхода.Рис. 3. Включение вентиляторов последовательноРис. 4. Включение вентиляторов параллельноНа графике (Рис.

4) видно, что при установке в параллель мы увеличиваем объемный расход, для получения конечного результата мы легко должны прибавить к объемному расходу первого вентилятора объемный расход второго и перестроить график. Обстановка для последовательного включения та же самая, но тут мы складываем давления. Подчеркну, что лучше применять два однообразных вентилятора (особенно при с последовательном включении).

В другом случае, вы имеете возможность столкнуться с неприятными явлениями, к примеру с тем, что воздушное пространство у вас отправится в обратную сторону. Увижу, что применение дополнительных вентиляторов не приведет к N-кратной производительности совокупности охлаждения. Как обрисовать воздушное сопротивление электронного устройстваДля характеристики отклика устройства на воздушный поток возможно воспользоваться аналогией с электрической цепью (тут используется способ аналогий).

Воздушное сопротивление – электрическое сопротивление. Воздушный поток – электрический ток. Падение напряжения – утраты в давлении.

Имеется еще индуктивности и ёмкости, но они нам не необходимы в этом случае. Исходя из этого чтобы обрисовать совокупность, необходимо выделить отдельные части, каковые оказывают значительное влияние на поток воздуха, записать для каждой выражение воздушного сопротивления. Они достаточно несложны. После этого, записывается цепь сопротивлений воздушного потока, ищется неспециализированное сопротивление и, наконец, строится характеристическая кривая вашего устройства. Этим мы и займемся на базе примера.

Но для начала я приведу главные составные элементы, на каковые возможно разложить ваше устройство, и записать для них воздушные сопротивления. На следующем рисунке представлено выражение для перфорированной стены. Либо легко для отверстия. Возможно обрисовывать входные вентиляционные стены.Рис. 5. выражение и Перфорированная стенка для нее. Довольно часто, в устройстве имеется отсеки с различными количествами. Так вот, да, они также имеют воздушное сопротивление.Рис.

6. Расширение количества.Резкий поворот. Рис. 7. Поворот.Сотрудничество между двумя поверхностями будь то ПП либо поверхность корпуса.Рис.

8. ТрениеВозникает вопрос, а как нам обрисовать воздушное сопротивление ПП с расположенными на ней элементами? Неужто плату необходимо обрисовывать детально, разбивая ее на подэлементы? Нет, не требуется. В нашем случае умными людьми было проделано множество опытов, моделирования и расчётов. В принципе, все платы возможно свести к тому либо иному типовому случаю с позиций обтекаемости воздухом.

Для каждого из них существует более либо менее правильная эмпирическая формула для расчета. В следующей таблице продемонстрированы эти формулы для расположений и различных конфигураций ПП в корпуса. Нам нужен случай (a) – одиночная ПП.Пример расчетаДля примера запишем воздушное сопротивление для следующего корпуса с расположенной в ней ПП.

Рис. 9. Пример устройства, для которого был произведен расчет.В этом случае присутствуют следующие воздушные сопротивления: входная перфорация, расширение на выходе вентилятора, сопротивление ПП, сопротивление между ПП и верхней крышкой корпуса, сопротивление выходной перфорации. Все эти сопротивления записываются последовательно, в этот самый момент нет ничего сложного. Расчет приведен в приложенном файле MathCAD, исходя из этого кому нужно, может посмотреть и воспользоваться наработками.

Вам необходимо применять собственные геометрические размеры элементов, перфорации. Помимо этого в этом файле приводится расчет воздушного сопротивления радиаторов, каковые установлены на ЦП1 и ЦП2. Тут я не привожу их расчет. Все расчеты забраны из книги Gordon N. Elison Thermal Calculations for Electronics.

Приведу оказавшиеся результаты. На графике (Рис. 9) продемонстрировано красным включение и воздушное сопротивление дополнительного вентилятора последовательно, а на рисунке 10, параллельно. Рис. 9. Результаты расчета для включенных последовательно вентиляторовРис. 10. Результаты расчета для включенных параллельно вентиляторовИтогСистема оказалось с низким воздушным сопротивлением, следовательно больший эффект даст параллельное включение вентиляторов.

Сейчас, зная параметры совокупности возможно приступать к расчету теплового режима Вашего электронного устройства. Как это сделать при помощи инженерных приближений обрисовано тут, и подтверждение результата тут при помощи моделирования в Autodesk CFD.Эта статья была написана при помощи книги Gordon N. Elison Thermal Calculations for Electronics.Ссылка на файл MathCAD для расчетов.

Случайная статья:

• Facebook распознаёт людей, скрывающих лица
• Обзор граверного лазера neje или перспективная бизнес модель

Принудительное охлаждение Jianshe 150-6Н

Похожие статьи:

• Тест шести high-end видеокарт: воздушное и водяное охлаждение

  MSI N280GTX OC HydroGen (1024 MB) Вторая отечественная видеокарта с водяным охлаждением была выслана MSI (которая кроме этого предоставила и совокупность…

• Как поставить электронику на производство: разбор этапов и задач

  Мы продолжаем серию статей о разработке и производстве сложной современной электроники. Пришло время одной из самых увлекательных тем. Сейчас мы говорим…

• Как правильно выбрать комплектующие для компьютера с воздушным охлаждением. часть 1

  Воздушный поток: неспециализированные неточности при установке ошибки планирования и Возможные варианты монтажа размещения Думается, что разработать…