盘点电源模块散热的三种“极致”方法


电源模块热能从高温区传递到低温区的根本办法有三种:辐射、传导和对流。辐射:不同温度的两个物体间热量的电磁传递。传导:热量通过固体介质的传递。比方外壳、触摸面、导线!对流:热量通过流体介质(空气)的传递。在各种实践运用中,一切三种热量传递的办法都有不同程度的作用。在大部分运用中,对流是最首要的热量传递办法,若再加上另外两种散热办法,作用更佳。但在某些情况下,这两种办法也或许带来反作用。因而,规划优秀的散热系统时,一切三种热量传递办法都应当认真考虑。

1、传导散热

在许多运用中,电源模块基板上的热量要经导热元件传导到较远的散热面上。这是一种有用的电源模块散热办法,可以在有用的空间内进行热能的发出,确保器材的正常作业。这样,电源模块基板的温度将等于散热面的温度、导热元件的温升及两触摸面的温升之和。导热元件的热阻与其长度L成正比,与其截面积及导热率反比,选用恰当的资料和截面积,也可以减小导热元件的热阻。在装置空间和本钱都答应的条件下,应选用热阻值最小的散热器。应当记住,电源模块基板温度稍微下降一点,均匀无故障时刻(MTBF)就会显著提高,稳定性更加好!。其寿数也会相应得到一定的确保。散热片的制造资料是影响效能的重要要素,选择时有必要加以留意。在大部分运用中,电源模块发生的热量将从基板传导到散热器或导热元件上。可是在电源模块基板和导热元件之间的触摸面大将发生温度差,这种温度差有必要加以操控,热阻串联在散热回路中,基板的温度应为触摸面的温升和导热元件的温度之和。假如不加操控,触摸面的温升会特别明显的。触摸面的面积应尽或许大一些,而且触摸面的滑润度应当在5密耳(0.005英寸)以内。为了消除外表的凹凸不平,在触摸面上应填充导热胶或导热垫。)采取恰当的办法后,触摸面的热阻可降到0.1℃/W以下。只要下降散热热阻(RTH)或下降功耗(Ploss)才能下降温升,添加电源的最大输出功率跟运用环境温度有关,影响参数包括损耗功率、热阻和最高电源壳温。效率高和散热较佳的电源温升会较低。在标称功率输出时,它们的可用温度会有余量。效率较低或散热较差的电源的温升会较高。它们需求风冷或降额运用.

电源模块的产品散热规划,一般是根据功率的大小、产品的转化功率、产品的运用环境或客户的要求,作出相应的组织。现在针对一些小功率的,理论上都是选用塑料壳的规划。在发热量不大,环境要求相对不是很严格的情况下,彻底达到工业的各项标准,而针对中功率的产品,一般会选用铜、铝等外壳,可以把热量更快的得到传导,以确保电源模块的作业温度。更大的上到200W或更高的,则都需求外上外接的散热片,然后确保散热传导的需求!

2、辐射散热

当两个不同温度的介面相对时,将发生热量的接连辐射传递。辐射对个别物体温度的终究影响决定于许多要素:各部件的温度差、有关部件的方位、部件外表的光洁度以及互相的距离等。因为很难把这些要素量化,加上周围环境本身的辐射式能量交流的影响,因而计算辐射对温度的影响很杂乱,而且很难准确。电源变换器模块实践运用中,不或许单依托辐射式散热作为转化器的冷却办法。在大部分情况下,辐射只能散去总热量的10%或以下,因而,辐射散热一般只能作为首要散热办法以外的一种辅助手段,而且热规划时一般也不考虑它对)电源模块温度的影响。在实践运用中,一般变换器模块的温度都高于环境温度,因而,辐射能量传递有助于散热。可是,在某些情况下,模块附近一些热源(功率器材板,大功率电阻等)的温度比)电源模块的温度更高,这些物体的热辐射将反而会使模块的温度升高.在散热规划中,应根据热辐射或许发生的影响,合理组织变换器模块周围元件的相对方位。当发热元件靠近变换器模块时,为了削弱辐射的加热效应,在模块和发热元件之间应插入隔热板细薄的鳍片。

3、对流散热

对流散热是电源变换器常用的散热办法,对流一般分为天然对流和强制对流两种。热量从发热物体外表传递到温度较低的周围静止的空气中,称为天然对流;热量从发热物体外表传递到活动的空气中,称为强制对流。天然对流的长处是简单实施、不需求电扇、本钱较低、而且散热的可靠性很高。可是,与强制对流比较,为了达到相同的基板温度,所需散热器的体积较大。天然对流散热器规划还应留意以下几点:一般散热器都只给出垂直散热片的参数。水平散热片散热作用较差。假如须水平装置,应当恰当地添加散热器的面积,也可选用强制对流散热。


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