通信開關電源冷卻方式對性能和使用壽命的影響
一、溫度對通訊開關電源性能和壽命的影響
通訊開關電源的主要部件是高頻開關整流器，它是隨同功率電子學理論和技術及功率電子器件的開展而逐步開展成熟的。采用軟開關技術的整流器，功耗變得更小，溫度更低，體積和重量都有大幅度降落，整體質量和牢靠性不時進步。但是每當環境溫度升高10℃時，主要功率元件的壽命減少50％。呈現這樣壽命疾速降落的緣由都是由于溫度的變化。由各種微觀和宏觀機械應力集中所招致的疲倦失效,鐵磁性資料及其他零部件運轉時在交變應力持續作用下,將萌發多品種型的微觀內部缺陷。因而保證設備的有效散熱，是保證設備牢靠性和壽命的必要條件。
1、 工作溫度與功率電子組件的牢靠性和壽命的關系。
電源是一種電能轉換設備，在轉換過程中自身需求耗費掉一些電能，而這些電能則被轉化為熱量釋出。電子元件工作的穩定性與老化速度是和環境溫度息息相關的。功率電子組件是由多種半導體資料組成的。由于功率元件工作時的損耗是由其本身發熱來流失，所以收縮系數不同的多種資料互相聯絡的熱循環會惹起十分顯著的應力，以至有可能招致霎時斷裂，使元件失效。若功率元件長期工作在異常的溫度條件下，會引發將招致斷裂的疲倦。由于半導體存在熱疲倦壽命，這就請求其應該工作在相對穩定和低的溫度范圍內。
同時快速的冷熱變化會暫時的產生半導體溫度差，從而會產生熱應力與熱沖擊。使元件接受熱――機械應力，當溫差過大時，招致元件的不同資料局部產生應力裂紋。使元件過早失效。這也就請求功率元件應工作在相對穩定的工作溫度范圍內，減少溫度的急劇變化，以消弭熱應力沖擊的影響，保證元件長期牢靠的工作。
2、工作溫度對變壓器的絕緣才能影響
變壓器的初級繞組通電后，線圈所產生的磁通在死心活動，由于死心自身是導體，在垂直于磁力線的平面上會產生感應電勢，在死心的斷面上構成閉合回路并產生電流，稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，并使變壓器的死心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器運用的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時這電阻會耗費一定的功率，這局部損耗變成熱量而耗費，稱這種損耗為“銅損”。所以鐵損和銅損是變壓器工作產生溫升的主要緣由。
由于變壓器工作溫度升，必然形成線圈老化，當其絕緣性能降落后，招致抗市電的沖擊才能削弱。這時若有雷擊或市電浪涌呈現時，在變壓器的初級呈現的高反壓會將變壓器擊穿，使電源失效，同時還有高壓串入通訊主設備，組成主設備損壞的風險。
二、冷卻方式對電源工作溫度的影響
電源的散熱普通采用直接傳導和對傳播導二種方式，直接熱傳導是熱能沿物體從溫度高的一端向溫度低的一端傳送，其熱傳導的才能穩定。對傳播導是液體或氣體經過回轉運動，使溫度趨于平均的過程。由于對傳播導牽扯到動力過程，降溫比擬順速。
將發元件裝置在金屬散熱器上，經過擠壓熱外表，完成上下不等能量體傳送能量，可以依托大面積的散熱片輻射進來的能量并不多。這種熱傳導方式稱為自然冷卻，它對熱量流失延遲時間較長。換熱量Q＝KA△t（K換熱系數，A換熱面積,△t溫度差），若室內環境溫度偏高，△t的絕對值就小，這時這種傳熱方式的散熱性能就會大大降落。
在電源中增加風扇將能量轉換中堆積的熱量疾速排出電源之外。風扇對散熱片的持續送風，則能夠被視為對傳播遞能量。稱為風扇冷卻，這種散熱方式的延遲時間短長。散熱量 Q＝Km△t（K換熱系數，m換熱空氣質量,△t溫度差）,一旦風扇發作轉速降低、停轉，m值將疾速降低，電源中堆積的熱量將會很難流失，這就會大大增加電源內電容、變壓器等電子元件的老化速度并影響其輸出質量的穩定性，最終招致元器件燒毀、設備失效。
三、 通訊電源散熱的主要辦法及優缺陷
通訊開關電源冷去技術的設計首先要是滿足行業各項技術性能請求。為愈加順應通訊機房的特殊環境運用環境，請求其冷卻方式對環境溫度變化順應性強。目前整流器常用的冷卻方式有自然冷卻、純風扇冷卻、自然冷卻微風扇冷卻相分離三種。自然冷卻具有無機械毛病，牢靠性高；無空氣活動，灰塵少，有利于散熱；無噪音等特性。純風扇冷卻具有設備重量輕，本錢低。風扇和自然冷卻相分離的技術具有有效減小設備體積和重量，風扇的運用壽命高，風扇毛病自順應才能強等特性。
1、自然冷卻
自然冷卻方式是開關電源早期的傳統冷卻方式，這種方式主要是依托大的金屬散熱器來停止直接的熱傳導式散熱。換熱量Q＝KA△t（K換熱系數，A換熱面積,△t溫度差）。當整流器輸出功率增大時，其功率元件的溫度會上升，△t溫度差也增加，所以當整流器A換熱面積足夠時，其散熱是沒有時間滯后，功率元件的溫差小，其熱應力與熱沖擊小。但這種方式的主要缺陷就是散熱片體積和重量大。變壓器的繞制為盡可能降低溫升，避免溫度的上升影響其工作性能，所以其資料選擇的裕量較大，變壓器的體積和重量也大。整流器的資料本錢高，維護改換不便當。由于其對環境的干凈度請求不高，目前關于小容量通訊電源，在些小型專業通訊網還有局部應用，如電力、石油、廣電、軍隊、水利、國安、公安等。
2、 風扇冷卻
隨著風扇制造技術的開展，風扇的工作穩定性和運用壽命有較大的進步，其均勻無毛病時間是5萬小時。采用風扇散熱后能夠減去笨重的散熱器，使得整流器的體積和重量大大改善，原資料本錢也大大降低。隨市場競爭的加劇，市場價錢的下滑，這種技術已成為當前的主要潮流。
這種方式的主要缺陷是風扇的均勻無毛病時間較整流器10萬小時時間短，若風扇毛病后對電源的毛病率影響大。所以為保證風扇的運用壽命，風扇的轉速是隨設備內的溫度變化而變化的。其散熱量 Q＝Km△t（K換熱系數，m換熱空氣質量,△t溫度差）。m換熱空氣質量是微風扇的轉速相關，當整流器輸出功率增大時，其功率元件的溫度會上升，而功率元件溫度的變化到整流器能將這種變化檢測到，再到增加風扇的轉速以增強散熱，在時間上是有很大滯后的。假如負載經常突變，或者市電輸入動搖大，就會形成功率元件呈現快速的冷熱變化，這種突變的半導體溫度差產生的熱應力與熱沖擊，會招致元件的不同資料局部產生應力裂紋。使之過早失效。
3、 風扇和自然冷卻相分離
由于環境溫度的變化和負載的變化，電源工作時的耗散熱能，采用風扇和自然冷卻方式相分離能夠更快的將熱能分發進來。這種方式在增加風扇散熱的同時，能夠減少散熱器面積，使得功率元件工作在相對穩定的溫度場條件下，運用壽命不會由于外部條件變換受影響。這樣不只克制純風扇冷卻對的功率元件散熱調理滯后的缺陷，也了防止風扇運用壽命低影響整流器的整體牢靠性。特別在機房的環境溫度很不穩定的狀況下，采用風冷和自冷相分離的冷卻技術具有更好的冷卻性能。這種方式整流器的資料本錢在純風扇冷去和自然冷卻兩種方式之間，重量低，維護便當。
特別在采用智能風冷和自冷技術時，能夠讓整流器在低負載工作條件下，模塊溫升小，模塊風扇處于低速運轉狀態。在高負載工作條件下，模塊升溫。模塊升溫超越55℃。風扇轉速隨溫度變化線性增長。風扇毛病在位檢測，風扇毛病后，風扇毛病限流輸出，同時毛病報警。由于風扇運轉數度與負載大小相關，使得風扇的運用壽命比純風冷時要長，其牢靠性也大大進步。
四、完畢語
通訊開關電源采用風扇和自然冷卻相分離的冷卻方式，既能在環境溫度高的狀況下，有效的降低整流器內部的工作溫度，延長器件運用壽命，又能在環境溫度低及負載低的狀況下，整流器的風扇降低轉速工作，延長風扇的運用壽命。采用散熱器散熱，其器件間距及爬電間隔可相對較遠，在高濕度的狀況下，，平安性能高。整流器體積較小、重量較輕，使維護工作變得輕松。
為保證通訊開關電源的整流器的牢靠穩定工作，減少其工作溫升是一項關鍵技術。采用智能風冷和自冷相分離技術。具有對環境順應性更強，運用壽命長，牢靠穩定等技術優勢。
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