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盤點(diǎn)電源模塊散熱的三種“極致”方法
電源模塊熱能從高溫區(qū)傳遞到低溫區(qū)的根本辦法有三種：輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流。輻射：不同溫度的兩個(gè)物體間熱量的電磁傳遞。傳導(dǎo)：熱量通過固體介質(zhì)的傳遞。比方外殼、觸摸面、導(dǎo)線！對(duì)流：熱量通過流體介質(zhì)（空氣）的傳遞。在各種實(shí)踐運(yùn)用中，一切三種熱量傳遞的辦法都有不同程度的作用。在大部分運(yùn)用中，對(duì)流是最首要的熱量傳遞辦法，若再加上另外兩種散熱辦法,作用更佳。但在某些情況下，這兩種辦法也或許帶來反作用。因而，規(guī)劃優(yōu)秀的散熱系統(tǒng)時(shí)，一切三種熱量傳遞辦法都應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考慮。
1、傳導(dǎo)散熱
在許多運(yùn)用中，電源模塊基板上的熱量要經(jīng)導(dǎo)熱元件傳導(dǎo)到較遠(yuǎn)的散熱面上。這是一種有用的電源模塊散熱辦法，可以在有用的空間內(nèi)進(jìn)行熱能的發(fā)出，確保器材的正常作業(yè)。這樣，電源模塊基板的溫度將等于散熱面的溫度、導(dǎo)熱元件的溫升及兩觸摸面的溫升之和。導(dǎo)熱元件的熱阻與其長(zhǎng)度L成正比，與其截面積及導(dǎo)熱率反比，選用恰當(dāng)?shù)馁Y料和截面積，也可以減小導(dǎo)熱元件的熱阻。在裝置空間和本錢都答應(yīng)的條件下，應(yīng)選用熱阻值最小的散熱器。應(yīng)當(dāng)記住，電源模塊基板溫度稍微下降一點(diǎn)，均勻無故障時(shí)刻（MTBF）就會(huì)顯著提高，穩(wěn)定性更加好！。其壽數(shù)也會(huì)相應(yīng)得到一定的確保。散熱片的制造資料是影響效能的重要要素，選擇時(shí)有必要加以留意。在大部分運(yùn)用中，電源模塊發(fā)生的熱量將從基板傳導(dǎo)到散熱器或?qū)嵩�。可是在電源模塊基板和導(dǎo)熱元件之間的觸摸面大將發(fā)生溫度差，這種溫度差有必要加以操控,熱阻串聯(lián)在散熱回路中，基板的溫度應(yīng)為觸摸面的溫升和導(dǎo)熱元件的溫度之和。假如不加操控，觸摸面的溫升會(huì)特別明顯的。觸摸面的面積應(yīng)盡或許大一些，而且觸摸面的滑潤(rùn)度應(yīng)當(dāng)在5密耳（0.005英寸）以內(nèi)。為了消除外表的凹凸不平，在觸摸面上應(yīng)填充導(dǎo)熱膠或?qū)釅|。)采取恰當(dāng)?shù)霓k法后，觸摸面的熱阻可降到0.1℃/W以下。只要下降散熱熱阻(RTH)或下降功耗(Ploss)才能下降溫升，添加電源的最大輸出功率跟運(yùn)用環(huán)境溫度有關(guān),影響參數(shù)包括損耗功率、熱阻和最高電源殼溫。效率高和散熱較佳的電源溫升會(huì)較低。在標(biāo)稱功率輸出時(shí)，它們的可用溫度會(huì)有余量。效率較低或散熱較差的電源的溫升會(huì)較高。它們需求風(fēng)冷或降額運(yùn)用.
電源模塊的產(chǎn)品散熱規(guī)劃，一般是根據(jù)功率的大小、產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化功率、產(chǎn)品的運(yùn)用環(huán)境或客戶的要求，作出相應(yīng)的組織。現(xiàn)在針對(duì)一些小功率的，理論上都是選用塑料殼的規(guī)劃。在發(fā)熱量不大，環(huán)境要求相對(duì)不是很嚴(yán)格的情況下，徹底達(dá)到工業(yè)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，而針對(duì)中功率的產(chǎn)品，一般會(huì)選用銅、鋁等外殼，可以把熱量更快的得到傳導(dǎo)，以確保電源模塊的作業(yè)溫度。更大的上到200W或更高的，則都需求外上外接的散熱片，然后確保散熱傳導(dǎo)的需求！
2、輻射散熱
當(dāng)兩個(gè)不同溫度的介面相對(duì)時(shí)，將發(fā)生熱量的接連輻射傳遞。輻射對(duì)個(gè)別物體溫度的終究影響決定于許多要素：各部件的溫度差、有關(guān)部件的方位、部件外表的光潔度以及互相的距離等。因?yàn)楹茈y把這些要素量化，加上周圍環(huán)境本身的輻射式能量交流的影響，因而計(jì)算輻射對(duì)溫度的影響很雜亂，而且很難準(zhǔn)確。電源變換器模塊實(shí)踐運(yùn)用中，不或許單依托輻射式散熱作為轉(zhuǎn)化器的冷卻辦法。在大部分情況下，輻射只能散去總熱量的10%或以下，因而，輻射散熱一般只能作為首要散熱辦法以外的一種輔助手段，而且熱規(guī)劃時(shí)一般也不考慮它對(duì))電源模塊溫度的影響。在實(shí)踐運(yùn)用中，一般變換器模塊的溫度都高于環(huán)境溫度，因而，輻射能量傳遞有助于散熱�？墒�，在某些情況下，模塊附近一些熱源（功率器材板，大功率電阻等）的溫度比)電源模塊的溫度更高，這些物體的熱輻射將反而會(huì)使模塊的溫度升高.在散熱規(guī)劃中，應(yīng)根據(jù)熱輻射或許發(fā)生的影響，合理組織變換器模塊周圍元件的相對(duì)方位。當(dāng)發(fā)熱元件靠近變換器模塊時(shí)，為了削弱輻射的加熱效應(yīng)，在模塊和發(fā)熱元件之間應(yīng)插入隔熱板細(xì)薄的鰭片。
3、對(duì)流散熱
對(duì)流散熱是電源變換器常用的散熱辦法，對(duì)流一般分為天然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種。熱量從發(fā)熱物體外表傳遞到溫度較低的周圍靜止的空氣中，稱為天然對(duì)流；熱量從發(fā)熱物體外表傳遞到活動(dòng)的空氣中，稱為強(qiáng)制對(duì)流。天然對(duì)流的長(zhǎng)處是簡(jiǎn)單實(shí)施、不需求電扇、本錢較低、而且散熱的可靠性很高�？墒�，與強(qiáng)制對(duì)流比較，為了達(dá)到相同的基板溫度，所需散熱器的體積較大。天然對(duì)流散熱器規(guī)劃還應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：一般散熱器都只給出垂直散熱片的參數(shù)。水平散熱片散熱作用較差。假如須水平裝置，應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)?shù)靥砑由崞鞯拿娣e，也可選用強(qiáng)制對(duì)流散熱。
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