Der Einfluss von Kühlmethoden auf die Betriebstemperatur von Schaltnetzteilen
Die Wärmeableitung von Schaltnetzteilen erfolgt im Allgemeinen auf zwei Arten: direkte Leitung und konvektive Leitung. Unter direkter Wärmeleitung versteht man die Übertragung von Wärmeenergie entlang eines Objekts vom Hochtemperaturende zum Niedertemperaturende, und seine Wärmeleitungsfähigkeit ist stabil. Konvektive Leitung ist der Prozess, bei dem eine Flüssigkeit oder ein Gas eine Rotationsbewegung ausführt, um seine Temperatur gleichmäßiger zu machen. Aufgrund der Beteiligung dynamischer Prozesse an der konvektiven Leitung erfolgt der Abkühlungsprozess relativ schnell.
Durch die Installation des Heizelements auf einem Metallkühlkörper kann durch Zusammendrücken der heißen Oberfläche eine Energieübertragung unterschiedlich hoher Energiekörper erreicht werden. Die Energie, die von einer großen Kühlkörperfläche abgestrahlt werden kann, ist nicht groß. Die Wärmeleitungsmethode des Schaltnetzteils wird als natürliche Kühlung bezeichnet und hat eine längere Verzögerungszeit für die Wärmeableitung. Die Wärmeübertragungskapazität Q=KA △ t (K Wärmeübertragungskoeffizient, A Wärmeübertragungsfläche, △ t Temperaturdifferenz). Wenn die Umgebungstemperatur im Innenbereich hoch ist, ist der Wert von △ t klein und die Wärmeableitungsleistung dieser Wärmeübertragungsmethode nimmt stark ab.
Durch den Einbau eines Lüfters in das Schaltnetzteil kann die angesammelte Wärme aus der Energieumwandlung außerhalb des Netzteils schnell abgeführt werden. Die kontinuierliche Luftzufuhr vom Lüfter zum Kühlkörper kann als konvektive Energieübertragung angesehen werden. Man nennt es Lüfterkühlung, die eine kurze und eine lange Verzögerungszeit für die Wärmeableitung hat. Die Wärmeableitung Q=Km △ t (K Wärmeübergangskoeffizient, m Wärmeaustauschluftqualität, △ t Temperaturdifferenz). Sobald der Lüfter langsamer wird oder aufhört zu laufen, sinkt der m-Wert schnell und die angesammelte Wärme im Netzteil lässt sich nur schwer abführen. Dies erhöht die Alterungsrate elektronischer Komponenten wie Kondensatoren und Transformatoren im Schaltnetzteil erheblich und beeinträchtigt die Stabilität ihrer Ausgangsqualität, was letztendlich zum Durchbrennen von Komponenten und zum Geräteausfall führt.
