电源模块散热的三种有效方法
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电源模块能量从高温区传递到低温区域基础方法有三种：辐射、传输和对流。 辐射：不一样温度的两个物块间发热量的电磁感应传递。 传输：发热量通过固态介质的传递。 对流：发热量通过流体介质(气体)的传递。 在各种各样的具体运用中，全部三种发热量传递的方法常有不一样水平的效果。在绝大多数运用中，对流是最关键的发热量传递方法，若加上此外两种散热方法，实际效果更优 。但在一些状况下，这两种方法也可能会产生反效果。因而，设计方案优质的散热系统时，全部三种发热量传递方法都理 用心考虑到 。 1、辐射源 散热 当两个不一样温度的介面相对时，将造成发热量的持续辐射传递。 辐射对某些物块温度的最后影响决策于很多要素：各构件的温度差、相关构件的方位、构件表层的光滑度及其 相互的间距等。因为没办法把这种要素量化分析，再加上周边环境自身的辐射式动能互换的影响，因而测算辐射对温度的危害 很繁杂，很难精准算计。 开关电源变换器控制模块具体运用中，不太可能单借助辐射式散热做为转化器的制冷方式。在绝大多数状况下，辐射源只有消散总发热量 的10 %或以下，因而，辐射散热一般只有作为关键散热方法之外 的一种辅助方式，而且热设计方案时一般都不考虑到它对电源模块温度的影响。在具体运用中，一般变换器控制模块的温度都高过自然环境温度，因而，辐射动能传递有利于散热。可是，在一些状况下，控制模块周边一些热源(电子器件板，大功率电阻等)的温度比电源模块的温度更高，这些 物体的辐射热反倒会使控制模块的温度上升 。 在散热设计方案中，应依据热辐射将会造成的影响，科学安排变换器控制模块周边元器件的相对性部位。当发烫元器件挨近变换器控制模块时，以便变弱辐射源的加温效用，在控制模块和发烫元器件之间应插进隔热板细薄的鳍片。 2、传输散热 在很多应用中，电源模块基板上的发热量要经传热元器件传输到很远的散热表面上。那样，电源模块基板的温度将相当于散热面的温度、传热元器件的温度及两表面的温度总和 。传热元器件的热阻两者之间长度L成正比，与两者之间截面积及传热率反比，采用适度的原材料和截面积，还可以有效减少传热元器件的热阻。在安装空间和成本费都容许的情况下，应取用热阻值最少的散热器。理应记牢，电源模块基板温度稍微减少一点 ，平均没有故障的时间(MTBF)就会明显提升 。 散热片的生产制造原材料是影响效率的关键要素，挑选时务必多方面留意。在绝大多数运用中，电源模块造成的发热量将从基板传输到散热器或传热元器件上。可是在电源模块基板和传热元器件之间的表面上把造成温度差，这类温度差务必加以控制，热阻串联在散热控制回路中，基板的温度应是表面的温度和传热元器件的温度总和。假如不加以控制，表面的温度上升会非常明显的。表面的总面积应尽量大一些，而且表面的光滑度理应在5密耳(0.005英尺)之内 。为了更好清除表层的凸凹不平，可以在表面填充导热胶或传热垫。)采用适度的对策后，表面的热阻可降至0.1 ℃/W以下 。只有减少散热热阻(RTH)或降低功耗(Ploss)才可以减少温度，提升TAmax，开关电源的最大功率跟应用场景温度相关，影响主要参数包含损耗输出功率Ploss、热阻RTH和最高开关电源壳温TC .高效率和散热最佳的开关电源 温度会较低。在标称输出功率输出时，它们的能用温度会余量。效率较低或散热较弱的开关电源的温度会较高。它们必须风冷或降额应用。 金属复合材料导热指数金317 W/mK 银429 W/mK 铜401W/mK 铁48 W/mK 铝237 W/mK AA6061铝合金型材 155 W/mK AA6063铝合金型材 201 W/mK ADC12铝合金型材 96 W/mK AA1070铝合金型材 226 W/mK AA1050铝合金型材 209 W/mK 3、对流散热 对流散热是爱浦电源变换器最常用的散热方式，对流一般分成自然对流和强制对流两种。热量从发烫物块表层传递到温度较低的周边静止的气体中，称之为自然对流;热量从发烫物块 表层传递到流动性 的气体中，称之为强制对流。 自然对流的优势是非常容易实现、不用电风扇、成本费较低、并且散热的可信性很高。可是，与强制对流对比，为了达到同样的基板温度，所需要散热器的体积很大 。 自然对流散热器设计方案还应留意以下内容： 一般散热器都只给出垂直散热片的主要参数。水平散热片散热实际效果较弱。假如须水平安裝，理应适度地提升散热器的面积，也可选用强制对流散热。 产品散热具体测算 在不一样的运用中，电源模块所需要的散热器热阻可从下边的等式推算出来，随后可依据热阻从散热器的资料册 中能够寻找适当的散热器TC ，max 电源最大的满功率输出壳温 TA 工作环境温度 电源工作效能 Pout电源输出功率 1例1：在自然对流标准下，当工作环境为55 ℃，输出24 V、45 W时，算出WDH50-48 S24模块能够承担的最大热阻。 最大热阻抗= Tmax=100 ℃ Ta =55 ℃ Pout=45 W η=87 %(0.87) 最大热阻= =6.69℃/W(min )
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