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電源模塊發(fā)熱的原因和解決措施

2019-06-10

電源模塊在電壓轉(zhuǎn)換過程中會(huì)有能量損耗,這些損耗會(huì)以熱量的形式表現(xiàn)出來,從而導(dǎo)致模塊發(fā)熱,降低轉(zhuǎn)換效率,影響正常工作。下面來淺談下電源模塊常見的發(fā)熱原因和解決措施。

 

你使用的是線性電源?線性電源是通過調(diào)節(jié)調(diào)整管RW改變輸出電壓的大小,由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻,電流經(jīng)過電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱,導(dǎo)致效率不高。為了防止電源模塊發(fā)熱嚴(yán)重,解決措施有加大散熱片、實(shí)行風(fēng)冷、加導(dǎo)熱材料或改用開關(guān)電源。

 

電源負(fù)載太小,即電源電路負(fù)載阻抗比較大,電源對(duì)負(fù)載的輸出電流比較小。有些電源是不允許輕載的,否則會(huì)使電源電路輸出的直流工作電壓升高很多,造成對(duì)電源電路的損壞。電源模塊一般有最小負(fù)載限制,不同廠家會(huì)有所差異,不過一般為10%左右。如果負(fù)載過輕,解決措施可以在輸出端并聯(lián)一個(gè)假負(fù)載。

 

電源過載,即電源電路的負(fù)載電流存在短路,使電源電路輸出很大的電流,超出了電源所承受的范圍。對(duì)于無過流保護(hù)的電源模塊,輸出需要穩(wěn)壓、過壓、過流保護(hù)的解決措施是在輸入端外接帶過流保護(hù)的線性穩(wěn)壓器。

 

環(huán)境溫度過高或散熱不良,一般在使用電源模塊前需要考慮其溫度等級(jí)和實(shí)際工作溫度范圍,可根據(jù)負(fù)載功率和實(shí)際環(huán)境溫度進(jìn)行降額設(shè)計(jì)。

 

現(xiàn)在電源模塊慢慢的往高功率密度發(fā)展,但是散熱的性能差也顯現(xiàn)出來。如一個(gè)電源采用100W,Vin24VVout5V,采用單管正激電路,使用的是UC3843B芯片控制,沒有采用有源嵌位和同步整流,工作頻率為300KHZ。這個(gè)模塊運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)并不能長(zhǎng)期實(shí)際工作在100W,長(zhǎng)期工作會(huì)使MOSFET或者次級(jí)二極管被熱擊穿,下面來分析看能否改善下這個(gè)問題。

 

第一種方法是增加了MOSFET,使用多MOSFET并聯(lián),更改驅(qū)動(dòng)。3843B驅(qū)動(dòng)不了多MOSFET,效果不好,增加成本,并且還沒解決問題。第二種方法是增加次級(jí)二極管,使用多個(gè)并聯(lián),但是第一種類似。上面簡(jiǎn)單使用了倆種方法分析,沒有取得好的效果,超高功率密度的模塊散熱性能還有待改善。

 

總得來說,電源模塊的發(fā)熱和散熱措施內(nèi)部元件、體積、絕緣材料的導(dǎo)熱性能、壓緊力、殼的導(dǎo)熱性能、外部風(fēng)流等因素有關(guān),一般以上幾點(diǎn)入手。

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