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请问电源模块热设计有哪些注意事项？

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2021-6-18 06:45:26　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × 凌晨3点睡该类别下有 4 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 3 个回答。邀请回答 iiiegsd 该类别下有 2 个回答。邀请回答任凭风吹该类别下有 2 个回答。邀请回答茶缸子该类别下有 2 个回答。邀请回答 1123127317 该类别下有 2 个回答。邀请回答 60user101 该类别下有 2 个回答。邀请回答硬件工程师1 该类别下有 2 个回答。邀请回答 qjqb 该类别下有 2 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 2 个回答。邀请回答 HTSX 该类别下有 2 个回答。邀请回答风尚男人该类别下有 2 个回答。邀请回答 hsdfaz 该类别下有 2 个回答。邀请回答 youyoulan 该类别下有 2 个回答。邀请回答 yvochen 该类别下有 2 个回答。邀请回答 huangdajiang 该类别下有 2 个回答。邀请回答 Lucia_nie 该类别下有 2 个回答。邀请回答世态薄凉该类别下有 2 个回答。邀请回答 bigbangboom 该类别下有 2 个回答。邀请回答 nvhyfwe 该类别下有 2 个回答。邀请回答举报世态薄凉相关推荐 • 电源模块热设计的注意事项 1652 • 芯片热设计有什么注意事项？ 2046 • 请问AD4008的设计有什么注意事项？ 2605 • 请问AD4008的设计有什么注意事项？ 317 • 请问PCB中过孔设计有什么注意事项？ 1191 • DC-DC电源有哪些注意事项？ 2382 • HDMI接口的硬件设计有哪些注意事项呢 1385 • 基于单片机的HCSR04超声波测距传感器设计有哪些注意事项 1383 • pcb电源布线注意事项 3131 • 请问一下数据中心10kv高压配电电气设计有哪些注意事项 1796 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　高温对功率密度高的电源模块的可靠性影响极其大。高温会导致电解电容的寿命降低，变压器漆包线的绝缘特性降低，晶体管损坏，材料热老化，焊点脱落等现象。有统计资料表明，电子元件温度每升高2℃，可靠性下降10%。对于电源模块的热设计，它包括两个层面：降低损耗和改善散热条件。　　一、元器件的损耗　　损耗是产生热量的直接原因，降低损耗是降低发热的根本。市面上有些厂家把发热元件包在模块内部，使得热量散不出去，这种方法有点自欺欺人。降低内部发热元件的损耗和温升才是硬道理。　　电源模块热设计的关键器件一般有：MOS管、二极管、变压器、功率电感、限流电阻等。其损耗如下：　　1、 MOS管的损耗：导通损耗、开关损耗（开通损耗和关断损耗）；　　2、整流二极管的损耗：正向导通损耗；　　3、变压器、功率电感：铁损和铜损；　　4、无源器件（电阻、电容等）：欧姆热损耗。　　二、热设计　　在设计的初期，方案选择、元器件选择、PCB设计等方面都要考虑到热设计。　　1、方案的选择　　方案会直接影响到整体损耗和整体温升的程度。　　2、元器件的选择　　元器件的选择不仅需要考虑电应力，还要考虑热应力，并留有一定降额余量。降额等级可以参考《国家军用标准——元器件降额准则GJB/Z35-93》，该标准对各类元器件的各等级降额余量作了规定。设计一个稳定可靠的电源，实在不能任性，必须好好照着各元件的性子，设计、降额、验证。图 1为一些元件降额曲线，随着表面温度增加，其额定功率会有所降低。　　　　元器件的封装对器件的温升有很大的影响。如由于工艺的差异，DFN封装的MOS管比DPAK（TO252）封装的MOS管更容易散热。前者在同样的损耗条件下，温升会比较小。一般封装越大的电阻，其额定功率也会越大，在同样的损耗的条件下，表面温升会比较小。　　设计中，要评估的电阻一般有MOS管的限流检测电阻、MOS管的驱动电阻等。限流电阻一般使用1206或更大的封装，多个并联使用。驱动电阻的损耗也需要考虑，否则可能导致温升过高。　　有时，电路参数和性能看似正常，但实际上隐藏很大的问题。如图 2所示，某电路基本性能没有问题，但在常温下，用红外热成像仪一测，不得了了，MOS管的驱动电阻表面温度居然达到95.2℃。长期工作或高温环境下，极易出现电阻烧坏、模块损坏的问题。可见，研发过程中使用热成像仪测试元器件的温度尤其重要，可及时发现并定位问题点。通过调整电路参数，降低电阻的欧姆热损耗，且将电阻封装由0603改成0805，大大降低了表面温度。　　　　3、PCB设计　　PCB的铜皮面积、铜皮厚度、板材材质、PCB层数都影响到模块的散热。常用的板材FR4（环氧树脂）是很好的导热材料，PCB上元器件的热量可以通过PCB散热。特殊应用情况下，也有采用铝基板或陶瓷基板等热阻更小的板材。　　PCB的布局布线也要考虑到模块的散热：　　（1）发热量大的元件要避免扎堆布局，不要哪里“热”闹，就往哪里凑，尽量保持板面热量均匀分布；　　（2）热敏感的元件尤其应该“哪边凉快哪边去”；　　（3）必要时采用多层PCB；　　（4）功率元件背面敷铜平面散热，并用“热孔”将热量从PCB的一面传到另一面。热孔的孔径应很小，大约0.3mm左右，热孔的间距一般为1mm~1.2mm。功率元件背面敷铜平面加热孔的方法，可以起到很好的散热效果，降低功率元件的表面温升。如图 3所示，上面两图为没有采用此方法时，MOS管表面温度和背面PCB的温度；下面两图为采用“背面敷铜平面加热孔”方法后，MOS管表面温度和背面铜平面的温度。可以看出：　　a） MOS管表面温度由98.0℃降低了22.5℃；　　b） MOS管与背面的铜平面的温差大大减小，热孔的传热性能良好。　　　　热设计时，还须注意：　　1、对于宽压输入的电源模块，高压输入和低压输入的发热点和热量分布完全不同，需全面评估。短路保护时的发热点和热量分布也要评估。　　2、在灌封类电源模块中，灌封胶是一种良好的导热的材料。模块内部元件的表面温升会进一步降低。即便如此，我们仍要测试高温环境下内部元件的表面温升，来确保模块的可靠性。那怎么才能测试准确地测试内部元件的温升呢？请查阅《ZLG是如何测试电源模块内部的温升的！》一文，文中有详细的描述。

2021-6-18 16:46:25 评论举报熊辉