Вентиляторы, Тепловое оборудование

Отвод тепла определяет ресурс электроники: каждые лишние десять градусов заметно сокращают срок службы конденсаторов и полупроводников. В разделе собраны осевые вентиляторы постоянного и переменного тока, бесщеточные модели, радиаторы и теплоотводы, термопрокладки и термопасты, модули Пельтье, решетки и фильтры, а также кабели питания для вентиляторов.

Что выбрать под задачу

Решение	Когда применяют	Особенность
Радиатор без обдува	Единицы ватт рассеиваемой мощности	Бесшумно и без отказов, но габаритно
Вентилятор постоянного тока	Платы и блоки с питанием 5, 12 или 24 В	Легко регулировать обороты
Вентилятор переменного тока	Шкафы и оборудование с питанием от сети	Не нужен отдельный источник питания
Бесщеточный BLDC	Круглосуточная работа	Больший ресурс, меньше износ
Модуль Пельтье	Охлаждение ниже температуры окружающей среды	Требует мощного отвода тепла с горячей стороны

Ключевые параметры

1. Расход воздуха. Измеряется в кубических футах в минуту или кубометрах в час и показывает, сколько воздуха вентилятор прогонит без сопротивления.
2. Статическое давление. Важнее расхода там, где воздух идет через фильтр, решетку или плотную компоновку: вентилятор с большим расходом, но малым давлением в шкафу с фильтром почти бесполезен.
3. Уровень шума. Растет с оборотами очень быстро, поэтому крупный медленный вентилятор всегда тише мелкого быстрого при том же расходе.
4. Напряжение питания и ток. Типовые варианты 5, 12, 24 В для постоянного тока и 220 В для сетевых моделей.
5. Ресурс и подшипник. Подшипник скольжения дешевле, качения служит дольше и лучше держит высокую температуру.
6. Управление и обратная связь. Модели с тахометром отдают сигнал оборотов, а с управлением по ШИМ позволяют менять скорость в зависимости от нагрева.

Регулировать обороты удобнее всего широтно-импульсной модуляцией, при которой вентилятор включается и выключается тысячи раз в секунду. Как это работает и почему ключ при этом почти не греется, разобрано в статье ШИМ: что это, как работает и где применяется.

Тепловой контакт часто важнее самого радиатора. Между корпусом компонента и металлом всегда остается воздушный зазор, а воздух проводит тепло очень плохо. Термопаста или термопрокладка заполняют этот зазор и дают ощутимый выигрыш по температуре. Экономия на копеечной прокладке легко превращает хороший радиатор в бесполезный кусок алюминия.

Частые вопросы

Как понять, хватит ли пассивного радиатора?
Считают рассеиваемую мощность и допустимую температуру компонента. Если по расчету на радиаторе получается больше пары ватт при ограниченном объеме корпуса, без обдува обычно не обойтись.

Куда дуть, внутрь корпуса или наружу?
Правильнее организовать сквозной поток: холодный воздух заходит снизу, теплый уходит сверху. Одиночный вентилятор в закрытом корпусе просто перемешивает воздух и почти не помогает.

Почему вентилятор гудит на низких оборотах?
Часто дело в способе регулировки: при слишком низкой частоте ШИМ обмотки начинают резонировать. Помогает повышение частоты управления или выбор модели с встроенным контроллером скорости.

Модуль Пельтье охладит устройство лучше вентилятора?
Он может опустить температуру ниже окружающей, но сам выделяет больше тепла, чем перекачивает, и с горячей стороны требует серьезного радиатора с обдувом. Без этого эффект будет обратным.

Питание вентиляторов и схемы управления собирают на компонентах из разделов микросхем управления питанием и дискретных полупроводников, а включение по температуре удобно делать через реле или датчики из раздела датчиков и сенсоров.