電源模組散熱的三種有效方法

2021-10-06 19:42:40 字數 1882 閱讀 3349

電源模組能量從高溫區傳遞到低溫區域基礎方法有三種:輻射、傳輸和對流。

輻射:不一樣溫度的兩個物塊間發熱量的電磁感應傳遞。

傳輸:發熱量通過固態介質的傳遞。

對流:發熱量通過流體介質(氣體)的傳遞。

在各種各樣的具體運用中,全部三種發熱量傳遞的方法常有不一樣水平的效果。在絕大多數運用中,對流是最關鍵的發熱量傳遞方法,若加上此外兩種散熱方法,實際效果更優。但在一些狀況下,這兩種方法也可能會產生反效果。因而,設計方案優質的散熱系統時,全部三種發熱量傳遞方法都理 用心考慮到 。

電源模組

1、輻射源 散熱

當兩個不一樣溫度的介面相對時,將造成發熱量的持續輻射傳遞。

輻射對某些物塊溫度的最後影響決策於很多要素:各構件的溫度差、相關構件的方位、構件表層的光滑度及其 相互的間距等。因為沒辦法把這種要素量化分析,再加上周邊環境自身的輻射式動能互換的影響,因而測算輻射對溫度的危害很繁雜,很難精準算計。

開關電源變換器控制模組具體運用中,不太可能單借助輻射式散熱做為轉化器的製冷方式。在絕大多數狀況下,輻射源只有消散總發熱量的10 %或以下,因而,輻射散熱一般只有作為關鍵散熱方法之外 的一種輔助方式,而且熱設計方案時一般都不考慮到它對電源模組溫度的影響。在具體運用中,一般變換器控制模組的溫度都高過自然環境溫度,因而,輻射動能傳遞有利於散熱。可是,在一些狀況下,控制模組周邊一些熱源(電子器件板,大功率電阻等)的溫度比電源模組的溫度更高,這些 物體的輻射熱反倒會使控制模組的溫度上公升。

在散熱設計方案中,應依據熱輻射將會造成的影響,科學安排變換器控制模組周邊元器件的相對性部位。當發燙元器件挨近變換器控制模組時,以便變弱輻射源的加溫效用,在控制模組和發燙元器件之間應插進隔熱板細薄的鰭片。

2、傳輸散熱

在很多應用中,電源模組基板上的發熱量要經傳熱元器件傳輸到很遠的散熱表面上。那樣,電源模組基板的溫度將相當於散熱面的溫度、傳熱元器件的溫度及兩表面的溫度總和。傳熱元器件的熱阻兩者之間長度l成正比,與兩者之間截面積及傳熱率反比,採用適度的原材料和截面積,還可以有效減少傳熱元器件的熱阻。在安裝空間和成本費都容許的情況下,應取用熱阻值最少的散熱器。理應記牢,電源模組基板溫度稍微減少一點,平均沒有故障的時間(mtbf)就會明顯提公升 。

散熱片的生產製造原材料是影響效率的關鍵要素,挑選時務必多方面留意。在絕大多數運用中,電源模組造成的發熱量將從基板傳輸到散熱器或傳熱元器件上。可是在電源模組基板和傳熱元器件之間的表面上把造成溫度差,這類溫度差務必加以控制,熱阻串聯在散熱控制迴路中,基板的溫度應是表面的溫度和傳熱元器件的溫度總和。假如不加以控制,表面的溫度上公升會非常明顯的。表面的總面積應盡量大一些,而且表面的光滑度理應在5密耳(0.005英呎)之內。為了更好清除表層的凸凹不平,可以在表面填充導熱膠或傳熱墊。)採用適度的對策後,表面的熱阻可降至0.1 ℃/w以下 。只有減少散熱熱阻(rth)或降低功耗(ploss)才可以減少溫度,提公升tamax,開關電源的最大功率跟應用場景溫度相關,影響主要引數包含損耗輸出功率ploss、熱阻rth和最高開關電源殼溫tc .高效率和散熱最佳的開關電源 溫度會較低。在標稱輸出功率輸出時,它們的能用溫度會餘量。效率較低或散熱較弱的開關電源的溫度會較高。它們必須風冷或降額應用。

3、對流散熱

對流散熱是愛浦電源變換器最常用的散熱方式,對流一般分成自然對流和強制對流兩種。熱量從發燙物塊表層傳遞到溫度較低的周邊靜止的氣體中,稱之為自然對流;熱量從發燙物塊 表層傳遞到流動性 的氣體中,稱之為強制對流。

自然對流的優勢是非常容易實現、不用電風扇、成本費較低、並且散熱的可信性很高。可是,與強制對流對比,為了達到同樣的基板溫度,所需要散熱器的體積很大。

自然對流散熱器設計方案還應留意以下內容:

一般散熱器都只給出垂直散熱片的主要引數。水平散熱片散熱實際效果較弱。假如須水平安裝,理應適度地提公升散熱器的面積,也可選用強制對流散熱。

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