電源模塊熱設計從何入手
開關電源是一種能量轉換裝置，先把輸入端的電能轉換成磁場能量， 再由磁場能量轉換成電能輸出。由于在轉換中有能量耗散，根據熱力學第二定律知道能量從一種形式轉換成另一種形式。效率不可能達到的100%。所以轉換過程有一部分能量轉換成熱能，導致電源模塊發(fā)熱，所以電源發(fā)熱是避免不了的事情。
圖1 發(fā)熱源測試
開關電源工作高頻的開關狀態(tài)，電路中的開關器件（場效應管. 功率二極管），高頻變壓器，濾波電感是主要發(fā)生損耗的器件。減小他們的損耗不僅可以降低模塊的溫度，也可以提高開關電源的平均無故障時間。
在開關電源設計過程，降低器件的溫度是提高可靠性的關鍵。有以下一些方法：
- 選用更低導通電阻的開關管減小開關管的導通損耗；
- 提高開通和關斷的速度減小開關管的開關損耗；
- 采用一些軟開關技術來減小開關管的開關損耗；
- 選用質量低VF的二極管. 減小二極管的損耗；
- 對于變壓器二次側室整流可以選擇效率更高的同步整流技術來減小損耗；
- 選用高頻特性好的磁芯減小磁芯的高頻下的損耗；
- 使用多股漆包線并繞的方法減小肌膚效應導致的損耗。
圖2 電源開板溫度分布圖
圖3 電源成品溫度分布圖
開關電源模塊的表面溫度是內部器件發(fā)熱引起的，不能只看模塊表面的溫度，市面上有的產品表面溫度不高，但是他們把熱器件包在深處，熱量散不出去，里面?zhèn)€別器件溫度非常高導致模塊很容易失效。有的廠家把發(fā)熱器件貼近開關電源模塊外殼表面放置，方便發(fā)熱器件散熱，雖然模塊表面溫度偏高，但是里面器件的實際溫度并不高。如果不能知道器件的實際溫度，判斷電源熱可靠性其實也很簡單，只要把開關電源模塊放到高溫環(huán)境長時間老化即可，所謂真金不怕火煉嘛！
圖4 電源模塊產品實物
講了這么多電源模塊發(fā)熱問題，我們怎樣才能準確的測試產品或元件的溫度呢？需要用到的設備就是高端大氣的熱成像儀了。在電源模塊產品研發(fā)過程中，只有使用熱成像儀才能準確判斷產品熱設計是否合理，才能保證最終的產品的品質和壽命。廣州致遠電子為了保證產品性能及品質，引進了福祿克的熱成像儀為產品品質保駕護航。
圖5 研發(fā)工具福祿克熱成像儀
