電源模塊散熱的三種有效方法

熱設計 2022-04-03

電源模塊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應用心考慮到。

電源模塊　

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。

輻射對某些物體溫度的最后影響決策于很多要素：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塊具體運用中，不太可能單借助輻射式散熱做為轉化器的制冷方式。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塊溫度的影響。在具體運用中，一般變換器控制模塊的溫度都高過自然環境溫度，因而，輻射動能傳遞有利于散熱。可是，在一些狀況下，控制模塊周邊一些熱源(電子器件板，大功率電阻等)的溫度比電源模塊的溫度更高，這些物體的輻射熱反倒會使控制模塊的溫度上升。　

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塊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塊時，以便變弱輻射源的加溫效用，在控制模塊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，電源模塊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，電源模塊基板的溫度將相當于散熱面的溫度、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，采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，電源模塊基板溫度稍微減少一點，平均沒有故障的時間(MTBF)就會明顯提升。　

散熱片的生產制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，電源模塊造成的發熱量將從基板傳輸到散熱器或傳熱元器件上。可是在電源模塊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回路中，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英尺)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。)采用適度的對策后，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，提升TAmax，開關電源的最大功率跟應用場景溫度相關，影響主要參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，它們的能用溫度余量。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。