随着小型化和集成化的电源模块开始广泛应用,因为功率密度高,所以在使用当中难免会出现了温度问题,然后就有了热设计一词的出现。特别是对acdc电源模块而言,假如长期在高温的环境下工作,不但会使里面的电解电容使用寿命减短,严重的还会使电解液蒸干,引发模块工作异常。
在实际应用中,温度对电子设备的影响达到了70%,如何保证电子设备的长时间高温运行成了一个重大的挑战。电源产生热量的原因是因为模块并没有把全部的输入能量都转换成输出能量,一部分在转换当中变热能消耗掉了,这就是我们常说的效率。
电源模块热设计的五大原则:
1、一切设计从利于散热的角度出发。
2、元器件分布排列按发热量小和发热量大的区分排列,发热量小的分布在冷气流上游,发热量大的分布在冷气流下游。
3、大功率元器件在水平方向要尽量近印制板的边缘,缩短传热距离,在垂直方面要尽量近上方,降低对其它器件的影响。
4、比较敏感的元器件要分布在温度最低的区域。
5、在设计时要先研究空气流动,合理配置元器件。
在常用的散热方式当中有三种方式,第一种为对流,热量通过空气的传递。第二种为辐射,热量通过电磁传递。第三种为传导,热量通过固体来传递。
电源模块热设计的要点有:
1、从方案的选择、元器件的选择、pcb设计等方面全部要考虑到热设计,不放过任何一个小细节。
2、降低电源内部元器件的损耗和温升。
3、要注意高压、低压时的温度分布,短路、过热时的温度分布等。
4、在灌封类模块要重新测试温度以保证可靠性。
大功率电源模块的散热器设计要考虑底板的设计、肋片高度、厚度的设计、肋间距的设计等方面,最重要的是要核实散热器的散热数值。
开关电源热设计要考虑散热器、冷却风扇、散热膏、金属pcb等方面。
dcdc电源模块热设计要考虑电路的布局结构、确定传热途径、分析运行温度等方面。
好的热设计不仅可以延长模块和其元器件的使用寿命,还能保障产品安全性、使其发热均匀。
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