开关电源模块散热的方法
开关电源模块热能从低温区传递到高温区的底子方法有三种:辐射、传导和对流。
在各种实践使用中,悉数三种热量传递的方法都有不同水平的效果。在大局部使用中,对流是首要的热量传递方法,若再加上其余两种散热方法,效果更佳。但在某些状况下,这两种方法也或者带来反效果。因此,布局优良的散热零碎时,悉数三种热量传递方法都该当细心考虑。
1、传导散热
传导:热量经过固体介质的传递。
在许多使用中,开关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。这样,开关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成反比,与其截面积及导热率正比,选用失当的资料和截面积,也可能减小导热元件的热阻。在设施空间和本钱都容许的条件下,应选用热阻值小的散热器。该当记住,开关电源模块基板温度稍微降落一点,平均无故障工夫(MTBF)就会显著行进。
散热片的制作资料是影响效能的重要因素,筛选时有必要加以当心。在大局部使用中,开关电源模块发作的热量将从基板传导到散热器或导热元件上。可是在开关电源模块基板和导热元件之间的触摸面大将发作温度差,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。假定不加操控,触摸面的温升会特别显著的。触摸面的面积应尽或者大一些,并且触摸面的滑润度该当在5密耳(0.005英寸)以内。为了打消表面的高下不平,在触摸面上应填充导热胶或导热垫。)驳回失当的方法后,触摸面的热阻可降到0.1℃/W以下。只需降落散热热阻(RTH)或降落功耗(Ploss)才气降落温升,添加TAmax,开关电源的输入功率跟使用环境温度无关,影响参数包括损耗功率Ploss、热阻RTH和开关电源壳温TC.功率高和散热较佳的电源温升会较低。
在标称功率输入时,它们的可用温度会无余量。功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使用。
2、辐射散热
辐射:不同温度的两个物体间热量的电磁传递。
当两个不同温度的介面时,将发作热量的接连辐射传递。辐射对单个物体温度的终究影响决议于许多因素:
各部件的温度差、无关部件的方位、部件表面的光亮度以及相互的距离等。由于很难把这些因素量化,加上四周环境自身的辐射式能量沟通的影响,因此核算辐射对温度的影响很混乱。
开关电源变换器模块实践使用中,不或者单依托辐射式散热作为转换器的冷却方法。在大局部状况下,辐射只能散去总热量的10%或以下,因此,辐射散热个别只能作为首要散热方法以外的一种辅助办法,并且热布局时个别也不思考它对)开关电源模块温度的影响。在实践使用中,个别变换器模块的温度都高于环境温度,因此,辐射能量传递有助于散热。可是,在某些状况下,模块临近一些热源(功率器材板,大功率电阻等)的温度比)开关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降低。
在散热布局中,应依据热辐射或者发作的影响,正当安排变换器模块四周元件的方位。当发热元件挨近变换器模块时,为了削弱辐射的加热效应,在模块和发热元件之间应刺进隔热板细薄的鳍片。
3、对流散热
对流:热量经过流体介质(空气)的传递。
对流散热是开关电源变换器罕用的散热方法,对流个别分为人造对流和强迫对流两种。热量从发热物体表面传递到温度较低的四周进行的空气中,称为人造对流;热量从发热物体表面传递到流动的空气中,称为强迫对流。人造对流的利益是简单实施、不需求电扇、本钱较低、并且散热的牢靠性很高。可是,与强迫对流比拟,为了达到雷同的基板温度,所需散热器的体积较大。
人造对流散热器布局还该当心以下几点:
个别散热器都只给出垂直散热片的参数。程度散热片散热效果较差。假定须程度设施,该当恰外地添加散热器的面积,也可采用强迫对流散热。