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轴流风扇旋涡对电源模块散热的影响知识

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2021-01-11 浏览:-

轴流风扇旋涡对电源模块散热的影响知识

电源受热的影响主要有转换效率、电路板布局及散热方式等方面影响,在模块电源或电子系统中,通常选用风冷冷却这种散热方式,因此,散热片和轴流风扇得到广泛的应用。

由于轴流风扇的工作原理是通过电机工作,带动与其相连的叶片使叶片以电机给定的转速进行旋转,从而在叶片的前后产生一定的压差,驱动叶片周围的空气沿电机轴这一固定的方向进行运动。因此,轴流风扇具有压头底、流量大等特点。

通常人们在选用轴流风扇时,也仅仅考虑了上述的几个特点,忽略了轴流风扇叶片旋转而给被迫产生流动的空气造成的一系列影响。实际上,通过轴流风扇的流体并不完全是沿电机轴这一单方向进行运动的,在与电机轴垂直的风扇叶片截面上也有一速度运动分量。因此,通过轴流风扇驱动的流体实际上是以电机轴为轴线,向前旋转运动着的流动流体。

通过轴流风扇出口处的流体实际上是沿轴心旋转向前流动的流体,那么,风扇的实际旋转方向对电源内部的被冷却区域有什么影响?

在模块电源模型下,我们通过调整轴流风扇的旋转方向而不改变该模型网格的划分,重新计算这两个模型。待计算收敛后,通过对比在这两种情况下电源内部流场的变化和温度场的截面分布,来分析风扇旋转方向不同而对整个电源散热的影响。

对比两种分析结果,我们发现在该模型的分析过程中,风扇旋转方向对模块电源内部的流场及温度场的分布都有非常大的影响。从流场方面来看,由于该模型的整流桥部分尺寸比较低,PFC散热器部分又比较高,在此种情况下风扇的旋转方向对流场有十分显著的影响。在风扇为顺时针方向旋转时,整流桥散热器周围的漩涡很小,流场比较通畅,有利于整流桥散热器的散热。然而在风扇为逆时针方向旋转时,整流桥散热器周围的漩涡很多,不利于整流桥散热器的散热。这些差异也可以通过模块电源截面温度场的分布得到进一步的证实。

仔细观察风扇在不同旋转方向下的流场动画,我们可以看出,风扇旋转方向之所以影响其后的流场分布是在于风扇的旋转方向决定了风扇出口处流体呈螺旋状流动的螺旋方向。因此,我们在实际应用过程中应该充分利用这一现象,尽量避免不利于模块电源内部关键功率元器件或大损耗功率元器件散热的布局,确保热设计的合理性、可靠性。

以上的分析只适用于采用轴流风扇进行强迫吹风冷却的场合。对于抽风冷却情形,由于风扇出风口流场的变化对其进风口没有什么影响,因此风扇旋转方向对模块电源内部的散热是没有影响的。

电源模块

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