關(guān)于電源模塊敢熱設(shè)計

模塊電源在工作時存在一定的自身功率損耗，也就是說存在著一個轉(zhuǎn)換效率問題。轉(zhuǎn)換效率的高低與輸入電壓、 輸入電壓范圍、工作溫度、輸出電壓、輸出功率有關(guān)，轉(zhuǎn)換效率直接影響散熱系統(tǒng)的設(shè)計。

1. 轉(zhuǎn)換效率和自身損耗的計算 我公司產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率在技術(shù)手冊上可以查到。特殊定制的產(chǎn)品，可來電與銷售部技術(shù)支持咨詢，用戶也可通過 實(shí)驗(yàn)求出轉(zhuǎn)換效率。

計算如下： ? = Pout/Pin  ? — 轉(zhuǎn)換效率 Pout — 輸出功率 Pin — 輸入功率 知道模塊的效率就可求出電源模塊的自身損耗。 即 Pd=Pin-Pout=Pout/?-Pout Pd — 自身損耗

2. 溫升的計算 在我公司手冊里每一種產(chǎn)品均提供了該型號電源模塊的熱阻θca，其單位為°C/W。知道熱阻θca和自損Pd就可以 準(zhǔn)確的求出電源模塊的溫升ΔT。 計算方法：ΔT = Pd • θca 舉例說明：己知我公司產(chǎn)品XX型號模塊，其輸出參數(shù)： Vin輸入電壓 = 48VDC Vo輸出電壓 = 12VDC lo輸出電流 = 4A Po功率 = 48W ?變換效率 = 89% (查手冊) 先求出自身損耗Pd Pd=Pout/?-Pout = 48/0.89-48≈6W 查我公司產(chǎn)品手冊，假設(shè)該型號的θca = 5°C/W, 代入ΔT = Pd • θca = 6W • 5°C/W = 30°C。 由此我們可以得出該模塊正常工作時其溫升ΔT = 30°C。 溫升ΔT是一個很重要的參數(shù)，我們知道了溫升ΔT和環(huán)境溫度Ta就可以很方便算出工作殼溫TC。 公式為：Tc = Ta+ΔT Tc — 殼溫 Ta — 環(huán)境溫度 ΔT — 溫升 如環(huán)境溫度Ta = 20°C,那么殼溫就是 Tc = 20°C+30°C = 50°C 此時再查找我公司產(chǎn)品手冊中規(guī)定的該模塊允許的窩殼溫Tcmax，常規(guī)工藝模塊Tcmax高為85°C，鋁基板工 藝模塊Tcmax高為100°C，我們計算的殼溫Tc=50°C，遠(yuǎn)低于高允許值，滿足Tc<<Tcmax,可以正常使用。在這里 用戶還應(yīng)注意 一個重要的問題：根捶可靠性的計算方法，工作時溫度越低可靠性越高，有數(shù)據(jù)表明電源模塊的溫度上 升10°C，MTBF就會下降20%，客戶根據(jù)這個原則，工作時模塊的溫度應(yīng)盡可能的低。 手冊中查到的高殼溫Tcmax是極限值，廠家保證在高溫度Tcmax下可以正常工作，但MTBF要降低，這點(diǎn)用 戶一定要注意！把溫度降下來有多種途徑，采用不同的方法會直接影響熱阻θca的大小。 安裝方式上一般安裝和加裝散熱器安裝，加裝散熱器應(yīng)考慮不同的物理面積。 散熱器的大小影響θca的大小，有關(guān)散熱器的參數(shù)可參照散熱器的生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)，我公司的電源產(chǎn)品一般均配 有散熱器，個別產(chǎn)品備有大小不同規(guī)格的散熱器供用戶選擇，凡我公司所配的散熱器均標(biāo)明熱阻θca。空氣流速為米 每秒M/S，也有用英制單位線性英尺毎分鐘LFM。 換算關(guān)系近似為： 200LFM=1M/S 凡是我公司配套的散熱器均有數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)帶有散熱器的θca熱阻代入公式即可算出模塊工作時的Tc。 如果用戶采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，可根據(jù)不同風(fēng)速M(fèi)/S下的θca值代入公式，即可得到該風(fēng)速下的溫升ΔT。采用強(qiáng)迫風(fēng) 冷，增加空氣的流速會帶來明顯的效果，可以大大縮小散熱器的物理尺寸，甚至可以不要散熱器。但風(fēng)扇帶來體積的 增加和明顯的風(fēng)噪，風(fēng)扇本身可靠性的MTBF還會直接影響整個電源系統(tǒng)的MTBF，用戶要均衡考慮。 安裝散熱器應(yīng)注意空氣對流的方向問題。