12.12. Охлаждение

Приборы, потребляющие более нескольких ватт, обычно нуждаются в принудительном воздушном охлаждении. По приближенным подсчетам небольшие приборы, выделяющие более , или более крупные узлы, расходующие более чем , работают, вероятно, лучше, если их обдувать вентилятором. Важно помнить, что в корпусе, заполненном схемами, будет прекрасный температурный режим, если корпус установлен на стенде, а его крышка снята. Но если схема помещена в стойке вместе с тепловыделяющими приборами (когда окружающая температура может достигать ) и закрыта крышкой, то она будет сильно перегреваться. Это приводит не только к быстрому разрушению компонентов, сколько главным образом к неудовлетворительной работе.

Для приборов, работающих при умеренно низких мощностях, например, показанных выше на рисунках, часто бывает достаточно простого охлаждения конвекцией. В этих случаях вы должны просверлить в основании верхней крышки отверстия, учитывая расположение основных сильно нагревающихся деталей (мощных резисторов и транзисторов). Возможно, что лучше устанавливать мощные компоненты на задней панели, используя радиаторы с вертикальными ребрами (разд. 6.04). Схемные платы будут лучше вентилироваться, если их устанавливать вертикально, хотя рассеяние тепла в схемах чаще всего незначительное. Если конвективного охлаждения недостаточно, то следует воспользоваться вентилятором.

Обычный вытяжной вентилятор со скоростью потока в открытом пространстве 3 куб. будет вполне удовлетворительно охлаждать приборы, потребляющие и больше. Здесь мы проводим соответствующую формулу:

Если вас удовлетворит небольшой воздушный поток, то у большинства изготовителей имеются бесшумно работающие вытяжные вентиляторы. В табл. 12.2 приведены некоторые их типы и параметры. У этих вентиляторов поток воздуха сильно уменьшается, если при работе на нем появляется обратный перепад давления. На рис. 12.17 это показано графически.

Таблица 12.2. вытяжные вентиляторы.

Кроме традиционных вентиляторов, работающих от сети переменного тока, все изготовители теперь выпускают и бесщеточные вентиляторы, рассчитанные на постоянное напряжение. Работа вентиляторов от низкого постоянного напряжения (обычно 12 или 24 В) делает их удобными для электронного управления скоростью вращения в зависимости от рабочей температуры внутри прибора. Вы можете либо осуществить считывание температуры и собственную обратную связь управления скоростью (возможно использование внеплатного модуля типа регуляторов , изготовляемых фирмой Control Resources) или приобрести вентилятор с встроенным терморегулятором скорости (например серии Rotron).

Рис. 12.17. Поток воздуха в зависимости от обратного перепада давления для вытяжных вентиляторов, перечисленных в табл. , сечение 112,5 мм; -минивентилятор сечением 75 мм; -бесшумный, сечение 112,5 мм; 4- особо тихий сечением 112,5 мм.

Другой путь, который хорошо себя зарекомендовал, это использование вентиляторов с изменяющейся скоростью вращения лопастей, так как чаще бывают такие условия, когда шум вентилятора может быть гораздо меньше, чем в наихудших условиях (максимальные обороты), которые возникают только при максимальной для прибора температуре окружающей среды.

При размещении приборов, требующих принудительного воздушного охлаждения, попытайтесь так расположить компоненты, чтобы воздух поступал в корпус с одного края, обтекал компоненты и выходил из противоположного края. Например, в приборах с горизонтальным расположением шасси вы должны просверлить несколько впускных отверстий в нижней части панели, а также на внутренних шасси вблизи лицевой панели и установить вытяжной вентилятор в верхней части задней панели. Таким образом воздушный поток принудительно будет проходить через все детали прибора. Не забывайте, что схемная плата является преградой для воздушного -при планировке прибора следует это учитывать. Если сопротивление потоку значительное (высокое обратное давление), то центрифужный обдув будет работать лучше, чем пропеллерный. Лопасти пропеллерного вентилятора, если обратное давление превышает 7,5 мм вод. , переходят в состояние «срыв потока», делая тем самым вентилятор полностью неэффективным. В общем при любом охлаждении главным при конструировании является охрана прибора; разрушаемость электронных приборов резко возрастает, если оборудование работает с перегревом. На рис. 12.18 изображен прибор, хорошо сконструированный с точки зрения охлаждения и доступа к элементам.