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快来看看!​小编带您了解电源模块发热的原因有哪些呢

来源:上海宏允电子有限公司 日期:2018年10月31日  点击数:载入中...

    电源模块作为模块类产品,对于体积的要求较高,如果仅要依靠电源模块内部的设计满足要求,则产品的体积会非常之大,成本会非常昂贵,几乎一切的电子产品里都可以发现电源模块的踪迹,但很少人意识到电源模块会有发热的情况,那么电源模块发热的原因有哪些呢,走进宏允,小编带您了解发热的原因!

     一摸电源模块的表面,暖洋洋的,模块坏了?!且慢,有一点发热,仅仅只是由于它正努力地作业着。但高温对电源模块的可靠性影响极大!我们须致力于做好热规划,减小电源表面和内部器件的温升。这一次,我们扒一扒电源模块的热规划。

    高温对功率密度高的电源模块的可靠性影响极大。高温会导致电解电容的寿数下降,变压器漆包线的绝缘特性下降,晶体管损坏,材料热老化,焊点坠落等现象。有统计材料标明,电子元件温度每升高2℃,可靠性下降10%。 关于电源模块的热规划,它包含两个层面:下降损耗和改进散热条件。 

      一、元器件的损耗  损耗是发生热量的直接原因,下降损耗是下降发热的根柢。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,这种方法有点掩耳盗铃。下降内部发热元件的损耗和温升才是硬道理。 电源模块热规划的要害器件一般有: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(注册损耗和关断损耗); 2.整流二极管的损耗:正导游通损耗; 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、热规划 在规划的初期,方案选择、元器件选择、PCB规划等方面都要考虑到热规划。 

      1、方案的选择 方案会直接影响到全体损耗和全体温升的程度。 

      2、元器件的选择 元器件的选择不只需求考虑电应力,还要考虑热应力,并留有必定降额余量。降额等级可以参看《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矩。规划一个安稳可靠的电源,其实不能顽固,有必要好好照着各元件的性质,规划、降额、验证。一些元件降额曲线,跟着表面温度增加,其额定功率会有所下降。 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管更简略散热。前者在相同的损耗条件下,温升会比较小。一般封装越大的电阻,其额定功率也会越大,在相同的损耗的条件下,表面温升会比较小。 规划中,要点评的电阻一般有MOS管的限流检测电阻、MOS管的驱动电阻等。限流电阻一般运用1206或更大的封装,多个并联运用。驱动电阻的损耗也需求考虑,不然或许导致温升过高。 有时,电路参数和功用看似正常,但实际上躲藏很大的问题。某电路根柢功用没有问题,但在常温下,用红外热成像仪一测,不得了,MOS管的驱动电阻表面温度居然抵达95.2℃。长期作业或高温环境下,极易呈现电阻烧坏、模块损坏的问题。可见,研制过程中运用热成像仪查验元器件的温度特别重要,可及时发现并定位问题点。通过调整电路参数,下降电阻的欧姆热损耗,且将电阻封装由0603改成0805,大大下降了表面温度。 

 

     3、PCB规划 PCB的铜皮面积、铜皮厚度、板材质料、PCB层数都影响到 电源模块的散热。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。特别运用情况下,也有选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: 发热量大的元件要防止扎堆布局,不要哪里“热”闹,就往哪里凑,尽量坚持板面热量均匀分布; 热活络的元件特别应该“哪边凉爽哪边去”; 必要时选用多层PCB; 功率元件最好敷铜平面散热,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,热孔的间隔一般为1mm~1.2mm。可以起到很好的散热效果,下降功率元件的表面温升。

     在灌封类电源模块中,灌封胶是一种超卓的导热的材料。模块内部元件的表面温升会进一步下降。即便如此,我们仍要查验高温环境下内部元件的表面温升,来确保模块的可靠性。

 电源模块的薄型化、模块化、标准化并以积木形式进行组合的电路拓扑结构得到了日益广泛的应用。如何敏捷推出高品质、高可靠性、低成本的模块电源以增强产品竞争力,还需要我们持续不断的在电路、物料、生产工艺等多方面的提升突破。宏允电子有一批专业的研发团队,时刻关注着模块电源行业的发展和客户的需求,模块电源产品正朝着这些方向去研究和发展,上海宏允电子有限公司为您提供专业的定制批发等,如您需要购买或咨询,请联系021-66620211

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