关于电源模块散热方法详细讲解

发布时间：2023-04-28 08:39:29来源：伊莱（深圳）电气有限公司

伊莱电气电源模块能量从高温区转移到低温区的基本方法有三种:辐射、传输和对流。

辐射:在不同温度下，两个块之间热值的电磁感应传递。传递:热值通过固体介质的传递。对流:热量通过流体介质(气体)的传递。1、辐射源散热。当两个温度不同的界面相互面对时，会引起发热量的不断辐射传递。辐射对某些物体温度的最终影响取决于很多因素:各部件的温差、相关部件的朝向、部件表层的光滑度及其相互距离等。由于没有办法对这种元素进行定量分析，再加上周围环境本身辐射动能交换的影响，测量辐射对温度的危害非常复杂，难以计算。在功率变换器控制模块的具体应用中，不可能单独使用辐射散热作为变换器的冷却方式。在大多数情况下，辐射源仅消耗总热值的10%或更少。因此，辐射散热一般只是关键散热方式之外的辅助方式，其对功率模块温度的影响在热设计中一般不考虑。在实际应用中，一般变流器控制模块的温度高于自然环境温度，因此辐射动能的传递有利于散热。但是，在某些条件下，某些热源(电子器件板、大功率电阻等)的温度。)控制模块周围的温度高于电源模块，这些物体的辐射热实际上会升高控制模块的温度。2.传输和散热。在许多应用中，功率模块基板上产生的热量通过传热部件传递到远处的散热表面。在这种情况下，功率模块基板的温度将等于散热表面的温度、传热部件的温度以及两个表面的温度之和。传热元件的热阻与长度l成正比，与它们之间的截面积和传热率成反比。合适的原材料和截面积也能有效降低传热元件的热阻。在安装空间和成本允许的情况下，应使用热阻最小的散热器。应该记住，如果功率模块的衬底温度稍微降低，平均故障间隔时间(MTBF)将明显增加。生产散热器的原材料是影响效率的关键因素，因此在选择时必须注意许多方面。在大多数应用中，功率模块产生的热量将从基板传递到散热器或传热部件。然而，在功率模块基板和传热部件之间的表面上产生温差，这是必须控制的。散热控制回路中串联热电阻，基板温度应为表面温度与传热元件温度之和。如果不加以控制，表面的温升会非常明显。总表面积应尽可能大，表面的光滑度应在5密耳(0.005英尺)以内。为了更好地去除表面的划痕，表面可以填充热油脂或传热垫。采取适当对策后，表面热阻可降至0.1℃/w以下，只有降低散热热阻(RTH)或功耗(Ploss)才能降低温度，提高TAmax。开关电源的更大功率与应用场景的温度有关，主要影响参数包括开关电源的损耗输出功率Ploss、热阻RTH和更高外壳温度TC。高效率、更佳散热的开关电源温度会更低。输出标称输出功率时的可用温度裕量。效率低或散热弱的开关电源温度会更高。它们必须进行空气冷却或降额。3.对流散热。对流散热是Epoch功率变换器最常用的散热方式。对流一般分为自然对流和强制对流。热量从烫洗块的表层传递到温度较低的静止气体，称为自然对流。热量从块体表面传递到流动的气体中，这被称为强制对流。自然对流的优点是容易实现，不需要电风扇，成本低，散热可靠性高。然而，与强制对流相比，为了达到相同的基板温度，所需的散热器体积较大。

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