關(guān)于電源模塊敢熱設(shè)計(jì)

模塊電源在工作時(shí)存在一定的自身功率損耗，也就是說(shuō)存在著一個(gè)轉(zhuǎn)換效率問(wèn)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(jì)。

1. 轉(zhuǎn)換效率和自身?yè)p耗的計(jì)算 我公司產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率在技術(shù)手冊(cè)上可以查到。特殊定制的產(chǎn)品，可來(lái)電與銷(xiāo)售部技術(shù)支持咨詢(xún)，用戶(hù)也可通過(guò) 實(shí)驗(yàn)求出轉(zhuǎn)換效率。

計(jì)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?yè)p耗。 即 Pd=Pin-Pout=Pout/?-Pout Pd — 自身?yè)p耗

2. 溫升的計(jì)算 在我公司手冊(cè)里每一種產(chǎn)品均提供了該型號(hào)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(jì)算方法：ΔT = Pd • θca 舉例說(shuō)明：己知我公司產(chǎn)品XX型號(hào)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(cè)) 先求出自身?yè)p耗Pd Pd=Pout/?-Pout = 48/0.89-48≈6W 查我公司產(chǎn)品手冊(cè)，假設(shè)該型號(hào)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(shí)其溫升ΔT = 30°C。 溫升ΔT是一個(gè)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(shí)再查找我公司產(chǎn)品手冊(cè)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(jì)算的殼溫Tc=50°C，遠(yuǎn)低于高允許值，滿(mǎn)足Tc<<Tcmax,可以正常使用。在這里 用戶(hù)還應(yīng)注意 一個(gè)重要的問(wèn)題：根捶可靠性的計(jì)算方法，工作時(shí)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(huì)下降20%，客戶(hù)根據(jù)這個(gè)原則，工作時(shí)模塊的溫度應(yīng)盡可能的低。 手冊(cè)中查到的高殼溫Tcmax是極限值，廠(chǎng)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(hù)一定要注意！把溫度降下來(lái)有多種途徑，采用不同的方法會(huì)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(chǎng)家的數(shù)據(jù)，我公司的電源產(chǎn)品一般均配 有散熱器，個(gè)別產(chǎn)品備有大小不同規(guī)格的散熱器供用戶(hù)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(xiàn)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(hù)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(shí)的Tc。 如果用戶(hù)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(huì)帶來(lái)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(lái)體積的 增加和明顯的風(fēng)噪，風(fēng)扇本身可靠性的MTBF還會(huì)直接影響整個(gè)電源系統(tǒng)的MTBF，用戶(hù)要均衡考慮。 安裝散熱器應(yīng)注意空氣對(duì)流的方向問(wèn)題。