Fläktar och fläktlösningar för optimal elektronikkylning

Utvecklingen mot elektronikkonstruktioner där komponenter packas allt tätare gör att kraven ständigt ökar på lösningar för effektiv kylning. Kylningen har stor betydelse för livslängden hos elektronikkomponenter och redan i början av ett konstruktionsprojekt bör därför stor vikt läggas vid att hitta den mest optimala kyllösningen.I detta avsnitt beskrivs bl a olika kylmetoder, val av lämpliga fläktar och vad man bör tänka på vid placeringen av en fläkt i en elektronikkonstruktion.

I elektronikkonstruktioner uppträder alltid effektförluster som kan vara olika stora och som alstrar värme. Höga temperaturer i tätt packade konstruktioner kan vara skadliga för ingående elektronikkomponenter. Livslängden hos komponenterna är dessutom ofta direkt relaterad till temperaturen i en konstruktion. För att säkerställa livslängden måste därför temperaturen kontrolleras med någon form av kylmetod.

Luftkylning en av tre kylmetoder

Det är främst tre kylmetoder som dominerar när det gäller elektronikkylning:
• Självkonvektion
• Luftkylning
• Vattenkylning

Vid självkonvektion används som regel någon slags kylfläns för att leda bort värmen från elektronikkomponenterna i en konstruktion. För att kylningen ska bli så effektiv som möjligt bör kylflänsens yta mot den omgivande luften vara så stor som möjligt. Den maximala värmeavgången med självkonvektion är ca 10W/m2K. När självkonvektion inte räcker till för att ge en tillräckligt effektiv kylning måste kylningen forceras och den enklaste metoden är att använda fläktar.

Fläktens uppgift är att rikta en forcerad luftström mot värmekänsliga och värmealstrande komponenter i en elektronikkonstruktion. Luftströmmen transporterar bort värmen och genom en ökad luftgenomströmning i en tätt packad konstruktion med litet utrymme kan självkonvektionen bli tillräckligt effektiv.

Vattenkylning är en dyrare och mer komplicerad kylmetod och därför är den också ovanligare. Det finns dock applikationsområden där den har fördelar och ett par exempel är vid kylning av datorer och kraftelektronik. Även vid vattenkylning används ofta forcerad luftkylning för att man ska få en tillräckligt effektiv kylning.