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电源模块的设计方法及散热效果

随着电子科技和电源行业的发展，军用屏蔽机箱在-的各个领域得到了广泛的应用。小型化、集成化将是未来电源的发展方向。由于功率密度越采越高，电源模块在使用过程中的将不可避免的遇到有关热设计方面的问题。尤其是AC/DC电源模块，因为有电解电容器的存在，如果长期工作在；a度较高的环境，不仅会使电解电容器的使用寿命大大减少，甚至会烤干电解电容器内的电解液，造成模块工作异常或引发安全事故因此好的热设计不仅可延长电源模块和其周围元器件的使用寿命，还可使整个产品发热均匀，减少事故的发生。这里就将电源模块应用方面的热设计做简单的描述，仅供参考。
电源模块应用热设计的几种常用方法
1)采用自然风冷

对于一些小型化，高功率密度的电源模块(主要是板载式电源模块)来说，由于体积、成本等因素的影响，其电源模块大部分采用自然风冷作为主要的散热方式。通常的板载式的电源模块的散热途径主要有以下几种：
a、通过自然刘流的方式将热量从电源模块外壳和暴密表面传至空气中，如果电源模块与PCB之间有间隙，也会通过其中的沟道传到周围环境中；
b、通过辐射由模块的暴露外壳辐射到周围物体表面戴从模块的底部辐射到PCB板；
c、通过传导方式经模块管脚传到PCB板上。
这类电源模块在应用的过程巾主要汪意以下几个方面：
①注意电源模块的通风
由于这类电源模块主要依靠自然对流和热辐射来散热，所以电源模块周围的环境一定要通风良好，便于热量的快速散发。有必要时可在使用电源模块的产品周围增加散热孔，目散热孔要对通，周围无大型元器件遮档，便于空气流通。
②注意相关发热器件的摆放
对于使用电源模块的产品中，可能电源模块不是唯一的发热源。对于这样佣有多个发热源的产品来说，各个发热源应尽量远离，避免相互之间的热辐射，加剧电源模块的热环境。
③承载电源模块的PCB板设计
对于板载式电源模块来说，PCB板不仅起到支撑的作用，还是电源模块的一种散热途径。所以我们在PCB板设计时就要考虑到。如加大主回路的铜皮面积，降低PCB板上元器件的密度等，都可以在一定程度上改善电源模块的散热环境。
2)加散热片
对于一些无法靠自然风冷来进行散热的电源模块我们可以通过添加散热片的方式进一步降低电源模块的温度。
电源模块内部一般都填充有导热硅胶和树脂等，在自然散热情况下，外壳与周围环境之间的热阴远大于模块内部元器件与外壳之间的热阴，结果在电源体内，热分布是充分的，电源外壳壳体差不多成为等热体。而模块的大多数热量是通过电源的暴雷壁向外发出的。因此，此时电源模块的外壳面积直接影响到其散热效果。增加散热片其实就是增加对流和辐射的表面积，从而大大地改善了电子器件的散热效果。
散热片的种类育很多种，我们选用散热片时主要参照以下几个方面：
①采用导热性能好的材料(如铝，铜)等组成的散热片；
②发热体表面积越大，与环境温差越大，其热辐射能力也愈强，所以一般选用有硼片或表面涂黑色(剪有色)粗糙漆的散热片。
③散热片应长而厚，便于散热。
在自然对流和辐射情况下，散热片安装的原则是尽量安放至电源模块外壳与外界温差最大的地方，目在散热片与模块之间涂一层导热脂戴-导热值充材料，使散热片与模块之间结台紧密，便于散热。
3)加强制性散热器风扇
许多应用系统中，即使加装了散热片，电源的工作条件也得不到很好的改善。在这种散热很困难的应用系统中，只有通过加装强制性散热器风扇作为主要的散热方式。
用风扇来进行散热，能极大的降低电源模块的表面温度。但较大的风扇会使整个系统的体积变大，所以在风扇的体积和尺寸选择上，我们要选择适当。军品电源外壳在一些风扇的体积和尺寸被限定的系统中，风扇的风速直接影响到散热的效果。风速越大的风扇所能提供的气流速度也越大，但噪声也会越大，反之会越小。使用时视具体的情况来选择合适的风扇，使其在散热效果和噪声之间得
到比较好的平衡。
风扇安装的一般指导原则是，形状较长的电源模块，风扇吹风方向应该是水平的，沟道内的风扇吹风方向应该是垂直的以便于形成“烟囱效应”而有利于散热。另外还可在风扇与模块之间涂一层导热脂或-导热填充材料，使风扇与模块电源外壳(或电源金属基板)之间的结合紧密以减少热阴，但不要因过紧而造成模块电源外壳(或电源金属基板)变形。
南皮强力电子制品有限公司（http://www.qlwj.com）主要从事各种DC/DC电源外壳、军品电源外壳、模块电源外壳产品以品种全、质量高在国内外享有盛誉。产品远销全国20多个省、市、自治区，部分产品出口国外。

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