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电源模块的热设计

作者:(www.025021.com) 发布于:2018-01-28 11:20:34 点击量:

       如何保证电子设备的长时间可靠运行,一直困扰着工程师们。简化散热处理是模块电源的重要特点之一。造成电子设备故障的原因虽然很多,但是高温是其中最重要的因素,温度对电子设备的影响高达60%。由于变换器的效率很高,产生的热量很小,并采用超薄形封装,提供了方便安装和电隔离的散热介面。采取适当的散热措施,可以改善变换器的工作条件,提高系统的平均无故障时间(MTBF),缩小变换器模块的体积,并且还能降低成本、延长使用寿命。下面介绍模块有效的散热方法。

电源模块产生热量的原因

模块电源并非全部输入能量都可变换成输出能量,一部分输入电能将在变换器中变成热能损耗掉。电源模块的输出功率与输入功率之比称为电源模块的效率。效率是电源模块最基本的品质因数,它能够用来表示变换器输出功率与功耗的直接关系。估算冷却要求时,首先应根据变换器效率计算出在最差情况下的功耗和预期的负载功率。

电源模块热设计的一些基本原则

1、从有利于散热的角度出发,印制版最好是直立安装,板与板之间的距离一般不应小于20mm;

2、在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响。

3、同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游。

4、对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部),千万不要将它放在发热器件的正上方,多个器件最好是在水平面上交错布局。

5、设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动,所以在印制电路板上配置器件时,要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。

 



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