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關(guān)于電源模塊散熱方法詳細(xì)講解
發(fā)布時(shí)間：2023-04-28 08:39:29來源：伊萊（深圳）電氣有限公司
伊萊電氣電源模塊能量從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū)的基本方法有三種:輻射、傳輸和對流。
輻射:在不同溫度下，兩個(gè)塊之間熱值的電磁感應(yīng)傳遞。傳遞:熱值通過固體介質(zhì)的傳遞。對流:熱量通過流體介質(zhì)(氣體)的傳遞。1、輻射源散熱。當(dāng)兩個(gè)溫度不同的界面相互面對時(shí)，會(huì)引起發(fā)熱量的不斷輻射傳遞。輻射對某些物體溫度的最終影響取決于很多因素:各部件的溫差、相關(guān)部件的朝向、部件表層的光滑度及其相互距離等。由于沒有辦法對這種元素進(jìn)行定量分析，再加上周圍環(huán)境本身輻射動(dòng)能交換的影響，測量輻射對溫度的危害非常復(fù)雜，難以計(jì)算。在功率變換器控制模塊的具體應(yīng)用中，不可能單獨(dú)使用輻射散熱作為變換器的冷卻方式。在大多數(shù)情況下，輻射源僅消耗總熱值的10%或更少。因此，輻射散熱一般只是關(guān)鍵散熱方式之外的輔助方式，其對功率模塊溫度的影響在熱設(shè)計(jì)中一般不考慮。在實(shí)際應(yīng)用中，一般變流器控制模塊的溫度高于自然環(huán)境溫度，因此輻射動(dòng)能的傳遞有利于散熱。但是，在某些條件下，某些熱源(電子器件板、大功率電阻等)的溫度。)控制模塊周圍的溫度高于電源模塊，這些物體的輻射熱實(shí)際上會(huì)升高控制模塊的溫度。2.傳輸和散熱。在許多應(yīng)用中，功率模塊基板上產(chǎn)生的熱量通過傳熱部件傳遞到遠(yuǎn)處的散熱表面。在這種情況下，功率模塊基板的溫度將等于散熱表面的溫度、傳熱部件的溫度以及兩個(gè)表面的溫度之和。傳熱元件的熱阻與長度l成正比，與它們之間的截面積和傳熱率成反比。合適的原材料和截面積也能有效降低傳熱元件的熱阻。在安裝空間和成本允許的情況下，應(yīng)使用熱阻最小的散熱器。應(yīng)該記住，如果功率模塊的襯底溫度稍微降低，平均故障間隔時(shí)間(MTBF)將明顯增加。生產(chǎn)散熱器的原材料是影響效率的關(guān)鍵因素，因此在選擇時(shí)必須注意許多方面。在大多數(shù)應(yīng)用中，功率模塊產(chǎn)生的熱量將從基板傳遞到散熱器或傳熱部件。然而，在功率模塊基板和傳熱部件之間的表面上產(chǎn)生溫差，這是必須控制的。散熱控制回路中串聯(lián)熱電阻，基板溫度應(yīng)為表面溫度與傳熱元件溫度之和。如果不加以控制，表面的溫升會(huì)非常明顯?？偙砻娣e應(yīng)盡可能大，表面的光滑度應(yīng)在5密耳(0.005英尺)以內(nèi)。為了更好地去除表面的劃痕，表面可以填充熱油脂或傳熱墊。采取適當(dāng)對策后，表面熱阻可降至0.1℃/w以下，只有降低散熱熱阻(RTH)或功耗(Ploss)才能降低溫度，提高TAmax。開關(guān)電源的更大功率與應(yīng)用場景的溫度有關(guān)，主要影響參數(shù)包括開關(guān)電源的損耗輸出功率Ploss、熱阻RTH和更高外殼溫度TC。高效率、更佳散熱的開關(guān)電源溫度會(huì)更低。輸出標(biāo)稱輸出功率時(shí)的可用溫度裕量。效率低或散熱弱的開關(guān)電源溫度會(huì)更高。它們必須進(jìn)行空氣冷卻或降額。3.對流散熱。對流散熱是Epoch功率變換器最常用的散熱方式。對流一般分為自然對流和強(qiáng)制對流。熱量從燙洗塊的表層傳遞到溫度較低的靜止氣體，稱為自然對流。熱量從塊體表面?zhèn)鬟f到流動(dòng)的氣體中，這被稱為強(qiáng)制對流。自然對流的優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)，不需要電風(fēng)扇，成本低，散熱可靠性高。然而，與強(qiáng)制對流相比，為了達(dá)到相同的基板溫度，所需的散熱器體積較大。
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