電源模塊散熱的三種有效方法

2022-02-05 熱設計

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後影響決策於很多要素: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,不太可能單藉助輻射式散熱做為轉化器的製冷方式。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,輻射動能傳遞有利於散熱。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於散熱面的溫度、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,採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 。

  

散熱片的生產製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迴路中,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。表面的總面積應儘量大一些,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。)採用適度的對策後,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,它們的能用溫度餘量。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。

  

3、對流散熱

  

對流散熱是愛浦電源變換器最常用的散熱方式,對流一般分成自然對流和強制對流兩種。熱量從發燙物塊表層傳遞到溫度較低的周邊靜止的氣體中,稱之為自然對流;熱量從發燙物塊 表層傳遞到流動性的氣體中,稱之為強制對流。

  

自然對流的優勢是非常容易實現、不用電風扇、成本費較低、並且散熱的可信性很高。可是,與強制對流對比,為了達到同樣的基板溫度,所需要散熱器的體積很大。

  

自然對流散熱器設計方案還應留意以下內容:

  

一般散熱器都只給出垂直散熱片的主要參數。水平散熱片散熱實際效果較弱。假如須水平安裝,理應適度地提升散熱器的面積,也可選用強制對流散熱。

文章來源:智騰科技   熱設計尊重原創,轉載文章的版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫熱設計工作人員處理。

—END—

公眾號投稿,參加培訓,發布招聘信息,購買熱仿真軟體,加入熱設計技術交流群,請加微信:afjx919

掃碼學習熱仿真視頻教程

感謝閱讀

相關焦點

  • 如何簡單判斷電源模塊的質量好壞
    電源模塊作為電子設備的心臟,其可靠性直接影響產品的質量好壞,因此,在選擇上正確判斷模塊的好壞顯得尤為重要。一般我們在選擇上僅從電源的輸入、輸出、紋波、擊穿、溫度、認證等特性指標來看,除開這些,我們還可以根據下來幾點來判斷。
  • 電子模塊之升壓電源模塊介紹
    說電源模塊之前,先簡單的說下電源模塊與電源的區別。從界定上來說,電源就是把其它形式的能量轉換成電能的設備。而電源模塊雖然也屬於電源供應器,但它的實質是一款可以直接焊接直插在電路板上的電源轉換器。簡單舉個例子,我們必須給手機電池充電,但不可以將手機直接插進插排上,過高電壓會促使手機的鋰電芯崩潰,我們可以挑選應用1個電源轉換裝置,把插排上的220V電壓轉換成自身的手機的適合的電壓來充電是更為有效的,它確保了鋰電芯在充電時可以享有平穩的電壓流,而電源模塊的實質也是這款電源轉換裝置。
  • 電源模塊均流的基本原理、實現方法及仿真應用
    在很多大電流輸出的場合,為了提高系統的可靠性,比較常用的一個方法就是採用熱備份——多個電源模塊並聯使用。每個電源模塊還具備在線插拔的功能。以便於拆卸和維修、維護。
  • 一種採用柔性緩衝墊塊的雙面散熱 SiC MOSFET 雙向開關模塊研究
    來源:《電源學報》作者:李靖、曹君臨、陸國權、梅雲輝摘要:隨著功率模塊朝著高溫、高功率、高密度方向發展,這對模塊的封裝結構提出了新的要求。本文隨後通過仿真分析驗證了集束銅線墊塊降低雙面散熱 SiC MOSFET 雙向開關模塊的熱—機械應力可行性。最後本文研究了採用集束銅線墊塊的雙面散熱 SiC MOSFET 雙向開關模塊的封裝工藝,研製了模塊樣品,並進行了簡單靜態電氣測試和熱阻測試,初步驗證了該方法的可行性。
  • 來賓變壓器到電源模塊品牌
    來賓變壓器到電源模塊品牌   指令冗餘   CPU取指令過程是先取操作碼,再取操作數。當PC受幹擾出現錯誤,程序便脫離正常軌道「亂飛」,當亂飛到某雙字節指令,若取指令時刻落在操作數上,誤將操作數當作操作碼,程序將出錯。若「飛」 到了三字節指令,出錯機率更大。   在關鍵地方人為插入一些單字節指令,或將有效單字節指令重寫稱為指令冗餘。
  • 解析開關電源的EMI和散熱
    解析開關電源的EMI和散熱 民熔電氣小課堂 發表於 2020-12-16 16:44:52 開關電源,又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種
  • NHWY大功率可調穩壓電源-高頻直流開關電源-高壓可調直流電源廠家...
    採用進口IGBT模塊功率器件及全橋變換技術,具體高效能、高精度、高穩定性、小體積等特性,優化於線性電源和矽整流電源的高效率,產品可長時間運行可靠,過載能力強。別名:可調開關電源,可調直流穩壓電源,大功率直流穩壓電源,直流可調穩壓電源,直流電源供應器,大功率直流電源。 NHWY系列開關型直流穩壓穩流電源電壓電流值從零至額定值連續可調,恆壓恆流自動轉換,在額定範圍內任意選擇且限制保護點。
  • DC/DC電源模塊是什麼?有何特點
    一、電源模塊是什麼? 電源模塊是可以直接安裝在印刷電路板上的電源供應器,有降壓和升壓兩種,專用集成電路( ASIC )、數位訊號處理器( DSP )、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列( FPGA )及其他數字或模擬負載提供供電。
  • 暖冬出行電力不斷,2000W大功率百克龍戶外電源
    百克龍Q3000S戶外電源集多功能、安全性高於一身,用最簡單的方法就能夠解決戶外遠離市電取電困難的問題,帶來有電、溫暖、安全的暖冬戶外體驗。 內部裝置了BMS電池智能保護系統,支持過流、過載、過放、短路等等保護,內部裝置了散熱風扇,智能控溫,戶外用電更放心。 百克龍Q3000S戶外電源工作時,不會產生噪音和氣體,打造綠色環保的戶外生活方式。在接口方面,220V輸出模塊選用的是國標五孔插座,頂部有設置防護板,不僅能夠減少灰塵的進去,還能防止異物進入降低了觸電的可能性。
  • 啟動直流電動機,為什麼必須降低電源電壓?
    啟動直流電動機,為什麼必須降低電源電壓?★直流電動機內部轉子迴路繞組由於繞組匝數不是特別多,所以它的電感量不大,而直流電阻值很小,這樣如果全壓加至轉子上,如果電動機在靜止狀態下旋轉(相當於堵轉),也會造成直流整流元器件瞬間超過額定功率值,也就是說它的直接啟動會對大、中型直流電動機啟動可達額定電流3~5倍,負載較重可達10倍額定電流值,會造成電機及整流模塊損壞。
  • 快來了解下筆記本的散熱優化方案吧!
    我們都知道,配置相同的筆記本,其性能可以發揮幾何,主要受制於其散熱模塊的設計,以及廠商在BIOS層面設定的功耗牆和溫度牆閾值。但想讓一款筆記本「滿血」運行,想辦法提升散熱效率終歸是沒錯的。那麼,普通消費者都有哪些提升筆記本散熱效率的方法,從而最大限度避免因晶片發熱引起的死機、降頻卡頓和高溫觸感等問題呢?
  • 有機矽散熱矽脂(國產)---5:散熱膏
    一、什麼是有機矽散熱矽脂(散熱膏)?
  • 散熱工藝設計之--陶瓷墊片
    文中分析了陶瓷墊片的性能點,並對它在 電源 產品應用中的安規、工藝、結構等設計進行了探討,最後給出了它在電子負載(模塊電源高溫老化專用負載)上的應用。圖5 雙陶瓷墊片在PCB 和結構設計上的各個參數及其尺寸大小五:陶瓷墊片在電子負載中的應用某電子負載(模塊 電源 高溫老化專用負載)共有16路,每路工作電流為10A
  • 筆記本電腦散熱方式橫向對比,哪種最有效?
    如果你不想浪費時間,只想要一個結論,可直接拉到底部看總結,下面提到的幾種筆記本散熱器都有一定輔助降溫效果,但效果有高有低,哪種最好用,還得看您的電腦本身的散熱方式
  • 1U伺服器電源也可以做機箱電源
    因為最近打算裝一臺1U電源的小機箱,看了一下全新的1U電源,價格太貴一個要300~400元,為了一個小機箱沒必要非得買一個那麼貴的電源,配置性能也不用很強勁,所以淘了一個全漢250W的1U伺服器電源!價格不貴才40元,而且還包郵!
  • 板載電源設計的一些規範總結
    LDO  1、在壓差較大或者電流較大的降壓電源設計中,建議採用開關電源,避免使用 LDO  採用線性電源(包括 LDO)可以得到較低的噪聲,而且因為使用簡單,成本低,所以在單板上應用較多。FPGA 內核電源、某些電路板上射頻時鐘部分的電源等都使用線性電源從更高電壓的電源上調整得到。線性電源的基本原理如圖所示。
  • 基於bqTINY-II的可攜式電子心音檢測儀電源管理模塊設計
    在可攜式電子產品的設計過程中,其電源管理模塊的設計是十分重要的,因為這關係到整個系統工作的穩定性、持續性及快速恢復的能力問題。尤其是在使用鋰電池作為系統電源時,其電源管理模塊的作用更加突現。本文針對鋰電池充電的特點,介紹了一種基於bqTINY-II的可攜式電子心音檢測儀電源管理模塊解決方案。
  • A型應急照明集中電源的報警方式是怎樣的
    在許多大中型的公司、加工廠、或是是主機房中,都能夠見到運用它的影子,可是它在產生常見故障的情況下,A型應急照明集中電源,就會傳出報警,引起報警的方式各自有什麼呢?主要是充電電池低壓、充電電池充放電、電源過載、逆變電源輸出過載、及其超溫或者散熱風扇常見故障這些。在文章內容中,我就對於A型應急照明集中電源的報警方式,及其它的維護保養方法這兩層面來給大伙兒做一個詳盡的詳細介紹。
  • 容易散熱的鋁基板工藝介紹
    此外,鋁基板還有如下獨特的優勢: 符合RoHs要求; 更適應於SMT工藝; 在電路設計方案中對熱擴散進行極為有效的處理,從而降低模塊運行溫度,延長使用壽命,提高功率密度和可靠性; 減少散熱器和其它硬體(包括熱界面材料)的裝配,縮小產品體積,降低硬體及裝配成本;將功率電路和控制電路最優化組合; 取代易碎的陶瓷基板,獲得更好的機械耐久力
  • 小技巧解決本本散熱大問題
    擁有良好的散熱風道設計也就是對機體內部空間的合理利用,出風口以及進風口位置顯得非常重要,如果這兩者的位置安排不當,或緊密或堵塞,那勢必造成散熱不佳等問題,嚴重還可能導致電子元件過熱而損壞。因此高發熱量原件不能過於集中,分散布局能有效的防止機體內高溫淤積,造成硬體故障。