如何保證電子設(shè)備的長時間可靠運(yùn)行,一直困擾著工程師們。簡化散熱處理是模塊電源的重要特點(diǎn)之一。造成電子設(shè)備故障的原因雖然很多,但是高溫是其中最重要的因素,溫度對電子設(shè)備的影響高達(dá)60%。由于變換器的效率很高,產(chǎn)生的熱量很小,并采用超薄形封裝,提供了方便安裝和電隔離的散熱介面。采取適當(dāng)?shù)纳岽胧梢愿纳谱儞Q器的工作條件,提高系統(tǒng)的平均無故障時間(MTBF),縮小變換器模塊的體積,并且還能降低成本、延長使用壽命。下面介紹模塊有效的散熱方法。
電源模塊產(chǎn)生熱量的原因
模塊電源并非全部輸入能量都可變換成輸出能量,一部分輸入電能將在變換器中變成熱能損耗掉。電源模塊的輸出功率與輸入功率之比稱為電源模塊的效率。效率是電源模塊最基本的品質(zhì)因數(shù),它能夠用來表示變換器輸出功率與功耗的直接關(guān)系。估算冷卻要求時,首先應(yīng)根據(jù)變換器效率計算出在最差情況下的功耗和預(yù)期的負(fù)載功率。
電源模塊熱設(shè)計的一些基本原則
1、從有利于散熱的角度出發(fā),印制版最好是直立安裝,板與板之間的距離一般不應(yīng)小于20mm;
2、在水平方向上,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印制板上方布置,以便減少這些器件工作時對其它器件溫度的影響。
3、同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處),發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。
4、對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備的底部),千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局。
5、設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設(shè)計時要研究空氣流動路徑,合理配置器件或印制電路板。空氣流動時總是趨向于阻力小的地方流動,所以在印制電路板上配置器件時,要避免在某個區(qū)域留有較大的空域。整機(jī)中多塊印制電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問題。