EMBEDDED
51 • FEBBRAIO • 2014
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HARDWARE
FANLESS COOLING
olte sono le ragioni per cui, dovendo scegliere un
alimentatore per una determinata applicazione, è
sconsigliato l’uso di ventole per il suo raffreddamen-
to. In primo luogo il rumore prodotto dal ventilatore.
Per apparecchiature destinate all’impiego in un
laboratorio o in una stanza di controllo in cui l’operatore si trova per-
manentemente nelle immediate vicinanze, la massima silenziosità è
un requisito che si impone.
Lo stesso vale anche per un elettromedicale come un monitor o una
pompa da infusione che, destinato a lavorare per lungo tempo vicino
al paziente, deve essere più silenzioso possibile. Un altro punto a
sfavore delle ventole è la affidabilità: la loro durata relativamente
breve può farle smettere improvvisamente di funzionare, causando
un surriscaldamento dell’alimentatore, o comunque la necessità di
manutenzione prima del termine della sua vita operativa. Per quei
sistemi che richiedono una alta classificazione IP poi, le ventole
sono decisamente fuori questione, dal momento che la necessità di
impedire l’ingresso di corpi estranei solidi o liquidi consentirebbe
una scarsa ventilazione. Ad esempio, tutte le apparecchiature usate
nei processi alimentari devono avere un alto IP nei confronti di vari
agenti inquinanti presenti nell’ambiente. Valori IP più bassi, appena
sufficienti a tenere la polvere lontana da apparecchiature industriali,
possono essere compatibili con l’impiego di ventole, ma richiedono
comunque dei filtri per ripulire l’aria. Questi filtri impongono però
una manutenzione periodica per la loro pulizia o sostituzione, cosa
che può essere gravosa o inaccettabile.
Raffreddamento a convezione
Avendo a che fare con una applicazione per cui l’uso di una ventola è
inaccettabile, le uniche soluzioni ammissibili sono il raffreddamento
a convezione o il raffreddamento a conduzione.
Il raffreddamento a conduzione implica l’uso di un dissipatore di
adeguate dimensioni o di un contenitore metallico affinché il calore
possa essere trasferito all’esterno dell’apparecchio. Questa soluzio-
ne è solitamente riservata ad applicazioni di grande potenza, in cui si
deve dissipare una notevole quantità di calore, cosa che può essere
alquanto complicata e costosa. Questo articolo metterà a fuoco il
raffreddamento a convezione, approccio più semplice e abbordabile
nel caso di apparecchiature di potenza più bassa.
Raffreddamento a convezione, per dirla in maniera semplice, signifi-
ca che intorno all’alimentatore c’è una quantità di aria libera in grado
di dissipare calore quanto basta senza innal-
zare troppo la temperatura ambiente. Sono
i naturali moti convettivi dell’aria all’interno
dell’involucro a raffreddare il dispositivo.
Il risultato è che c’è una grossa differenza
tra la densità di potenza di un alimentatore
con raffreddamento ad aria forzata (ventola)
e quella di uno raffreddato a convezione,
per una determinata efficienza. Un tipico
alimentatore da 3 x 5” può avere una presta-
zione di 150W se raffreddato a convezione,
mentre può arrivare a 350W se raffreddato
ad aria forzata. Per garantire affidabilità
e lunga vita a un progetto, è quindi della
massima importanza che siano ben definiti i
vincoli sotto cui un alimentatore raffreddato
a convezione deve lavorare.
M
Raffreddamento
senza ventola
Un’analisi sul raffreddamento a convezione per le applicazioni in cui non è possibile ricorrere all’uso di ventole
Fig. 1 - Ogni punto percentuale di incremento in efficienza ha un effetto
considerevole sulla quantità di calore prodotto
Steve Elliott
XP Power
