4.3 Особенности обеспечения теплового режима источников вторичного электропитания персональных эвм

Источники вторичного электропитания персональных ЭВМ рассчитаны на входное напряжение однофазного переменного тока общепромышленной сети. Потребляемая ПЭВМ мощность колеблется от 65 до 250 Вт. Так как для различных системных модулей компьютера требуются различные питающие напряжения, то источники электропитания для них выполняются многоканальными. Для каждого канала устанавливаются максимальный и минимальный выходные токи, которые определяются диапазоном стабилизации выходных напряжений.

К источникам электропитания персональных компьютеров предъявляют особые требования по обеспечению заданного теплового режима, так как блок питания располагаемый, как правило, в корпусе компьютера оказывает существенное влияние на тепловые режимы таких теплочувствительных элементов, как микропроцессор ОЗУ, ПЗУ и др. Для того чтобы блок питания оказывал меньше теплового воздействия на теплочувствительные элементы ПЭВМ разработчики стремятся уменьшить потери и увеличить КПД источника вторичного электропитания. Достигается это применением импульсных преобразователей напряжения. На заданный тепловой режим ИВЭП существенное влияние оказывает стремление разработчиков унифицировать их габаритно-установочные размеры и параметры. Это стремление обусловлено тем, что источники электропитания ПЭВМ отечественного и зарубежного производства конструируются обычно с учетом взаимозаменяемости. В табл. 2 приведены для сравнения некоторые параметры ИВЭП, которые оказывают наибольшее влияние на обеспечение тепловых режимов блоков электропитания[1].

Таблица 2

Параметры источников вторичного электропитания

профессиональных ПЭВМ

Тип (модель)	Фирма-изготовитель (страна)	Число выход-ных каналов	Суммарная выходная мощность, Вт	Объем, дм3	Удельный паказа-тель, Вт/ дм3
Mini-Lite	Lite-One	4	200	1,5	133,3
MTS-telecomm	Todd Product	3 3	160 250	1,86 1,86	86,0 134,4
XL 350	CEI	4	350	2,57	136,2
2200	Power components	4	220	3,07	71,7
DFS 2500	Bicor	4	220	2,99	73,6
MFS-110	Computer- Product	7	110	1,46	75,3
МИП125-220AC/300 СО51122	РФ	3	125	1,34	93,3
МИВЭП 3-2	РФ	4	200	1,86	107,5
МЭП225 МЕ-27 С/052122	РФ	4	225	1,79	125,6

Из таблицы видно, что удельные показатели по выходной мощности на единицу объема могут различаться почти в два раза. Такое существенное различие обусловлено условиями эксплуатации (уровнями климатических воздействий) и наличии сервисных функций.

Плотная компоновка ИВЭП приводит к повышению рабочей температуры, снижению допустимых воздействий, надежности и ремонтопригодности. Поэтому чрезмерно завышенный удельный показатель выходной мощности на единицу объема может являться признаком слишком плотной компоновки.

4.4 Особенности обеспечения теплового режима высоковольтных источников вторичного электропитания

Высоковольтные источники вторичного электропитания применяют для питания передающих устройств, индикаторных устройств (электронно-лучевых трубок), рентгеновских установок и т. д. Одним из наиболее теплонагруженных элементов высоковольтных источников электропитания является высоковольтный трансформатор.

Температурный режим высоковольтных трансформаторов в значительной степени определяется толщиной электрической изоляции, которая в свою очередь зависит от рабочего напряжения. Тепловой поток от обмоток проходит через изоляцию и далее передается от поверхности от поверхности катушки охлаждающему воздуху непосредственно и через магнитопровод. Поскольку толщина изоляции различна со стороны боковой и внутренней поверхности и с торцов высоковольтной катушки, то тепловые потоки через различные поверхности не равны между собой. Значения этих потоков обратно пропорциональны тепловым сопротивлениям и прямо пропорциональны разности температур между наружной поверхностью и температурой внутри катушки.

П

(12)

ри упрощенном анализе температурного режима высоковольтного трансформатора катушку представляют в виде однородного тела с эквивалентной (усредненной) теплопроводностью. Предполагают также, что через торцевую и внутренние поверхности катушки плотность теплового потока на 30…40% меньше, чем через боковую поверхность. Поэтому при оценке поверхности теплоотдачи катушкиП_кплощади торцевых и внутренних поверхностей уменьшают на 30…40%. Разность между температурой максимальнойt_maxи температурой наружной поверхности катушкиt_нарможно оценить из соотношения [1]

где P_k– мощность тепловых потерь в катушке, Вт; Δ_k– половина толщины обмотки с литой изоляцией, см;П_k– площадь поверхности катушки с учетом снижения торцевых и внутренних поверхностей, см²; λ_k– эквивалентная теплопроводность катушки, Вт/(см·°С).

После операции пропитки принимают λ_k= (2…3)·10^-3Вт/(см·°С). Если проведена последующая заливка, то λ_k= (1,6…2,4)·10^-3Вт/(см·°С). При проведении анализа теплового режима следует учитывать, что пропитка катушки уменьшает ее перегрев на 15…20%, а последующее нанесение литой изоляции увеличивает температуру катушки на 15…20%. Толщина заливки определяется конфигурацией катушки, зависящей от рабочего напряжения.

Таблица 3

Частотные характеристики ферритов

Параметр	3500НМС1	2500НМС1	2500НМ1	1500НМ1	1100НМ	200НН
Время задержки потока, нс	45	40	30	20	15	5
Рекомен-дуемая рабочая частота, кГц	50	65	90	120	200	500

Отсюда можно сделать вывод, что для различных значений рабочего напряжения (при неизменной мощности трансформатора) различны площади поверхности катушки и коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи.

В табл. 3 приведены рекомендуемые значения частоты преобразования инверторов ИВЭП для различных марок феррита.