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模块电源的热测试步调

Date:2017-10-25

以小体积著称的模块电源,正朝着低电压输入、大电流输出,和大的功率密度偏向生长。然则,下集成度、下功率密度会使得其单元体积上的温降愈来愈成为影响体系牢靠事情、机能提拔的最大停滞。统计资料注解,电子元器件温度每降低2℃,其可靠性下落10%,温升50℃时的寿命只要温降25℃时的1/6。以是热设想的目标就是要实时天排挤热量,并使产物的温度处于一个公道的程度,包管元器件的热应力在最坏的环境温度条件下仍然不会超越划定值。关于异常注重可靠性的模块电源来讲,热处理在其设想中曾经是必不可少的一环。


热量的发生


想要讨论热设想要领,起首要清晰模块电源温升是怎样发生的。凭据能量守恒定律,电源的输入总功率应当即是其输出的总功率,也即能量转换效力(η)恒为100%,然则现实的状况是转换效力(η=1-Ploss/Ptotal)都是小于100%的,也就是说会有一部分能量(Ploss)丧失失落。那么丧失的那一部分能量消耗在哪里了?除很小的一部分酿成电磁波背空中散布中,其他的皆酿成了热能,促使其温度提拔。过高的温度会使电源装备内部元器件生效,全部装备的可靠性低落。


联络丧失功率取热量的参数是热阻(thermal resistance),它被界说为发烧器件背四周热开释的“阻力”,恰是因为这类“阻力”的存在,使得热点(hot points)和周围发生了肯定的温差,便像电流流过电阻会发生电压降一样。差别的材质的热阻是不一样的,热阻越小,散热就越强,其单元为℃/W。


热量发生的处置惩罚


1 建模剖析法


从上面的剖析我们能够获得盘算温降的第一种要领:离别竖立各部分元器件的丧失功率和热阻的模子,然后凭据上面的公式求出该功率器件的温贬值。


盘算温降的一个根基表达式:


ΔΤ=RthJ-X·Рloss (1)


个中,ΔΤ=温度差值大概温降;RthJ-X =功率器件从结点到X的热阻。


能够看出:既然元器件的消耗功率是发生热量的根本原因,那么找出各个功率器件的消耗便成了处理热处理的要害。如今以公司的一个12W、效力为91%的产物去阐明。


关于基于PWM的自驱同步整流正激变换器,一样平常运用电路道理如图1所示。


各功率器件的消耗如图2所示。在图2中,Pt是原边变压器消耗;Pl是输出滤波电感的消耗;Pmos是MosFET的消耗;Pd1是整流二极管的消耗;Pd2是续流二极管的消耗;Pother是其他器件的消耗和


如今,一些半导体器件厂商皆能给出对照具体的有关消耗的参数,而电源研发职员,也能在现实的工程中计算出功率器件现实的消耗,进而络续天批改这些值,使得这些元器件的消耗能异常靠近实在值。以是道要求出各功率器件在斲丧肯定功率发生的现实温降,如今的要害就要思索热阻了。然则热阻的值一样平常会遭到以下因数的影响很大,如功率元器件的消耗,氛围活动的速度、偏向、扰动的品级,相近功率元器件的影响,PCB板的偏向等。以是一样平常热丈量的前提是很严厉的。如今先看看关于一个是用于天然风冷,但周围密封且不消风机的功率元器件的热测试要领。

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