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開關(guān)電源熱設(shè)計的強制通風、金屬PCB和元件布置

鉅大LARGE  |  點擊量:908次  |  2020年05月18日  

1自然風冷與強制風冷


在開關(guān)電源的實際設(shè)計中,通常采用自然風冷與風扇強制風冷兩種形式。自然風冷的散熱片安裝時應(yīng)使散熱片的葉片豎直向上放置,若有可能則可在pCB上散熱片安裝位置的周圍鉆幾個通氣孔,便于空氣的對流。


強制通風冷卻是利用風扇強制空氣對流,所以在風道的設(shè)計上同樣應(yīng)使散熱片的葉片軸向與風扇的抽氣方向一致,為了有良好的通風效果,越是散熱量大的器件越應(yīng)靠近排氣風扇,在有排氣風扇的情況下,散熱片的熱阻見表。


表在有排氣風扇的情況下散熱片的熱阻


2金屬pCB


隨著開關(guān)電源的小型化,表面貼片元件廣泛地應(yīng)用到實際產(chǎn)晶中,這時散熱片難以安裝到功率器件上。當前克服這個問題的重要方法,是采取金屬pCB作為功率器件的載體,重要有鋁基敷銅板、鐵基敷銅板、金屬pCB的散熱性能遠好于傳統(tǒng)的pCB,而且可以貼裝SIVD元件。另有一種銅芯pCB,基板的中間層是銅板絕緣層采用高導(dǎo)熱的環(huán)氧玻纖布黏結(jié)片或高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂,它可以雙面貼裝SMD元件,大功率SND元件可以將SMD自身的散熱片直接焊接在金屬pCB上,利用金屬pCB中的金屬板來散熱。


3發(fā)熱元件的布置


開關(guān)電源中重要的發(fā)熱元件有大功率半導(dǎo)體器件及其散熱器,功率轉(zhuǎn)換變壓器,大功率電阻等。發(fā)熱元件布局的基本要求是按發(fā)熱程度的大小,由小到大排列,發(fā)熱量越小的器件越要排在開關(guān)電源風道風向的上風處,發(fā)熱量越大的器件越要靠近排氣風扇。


為了提高生產(chǎn)效率,經(jīng)常將多個功率器件固定在同一個大散熱器上,這時應(yīng)盡量使散熱片靠近pCB的邊緣放置。但與開關(guān)電源的外殼或其他部件至少應(yīng)留有1cm以上的距離。若在一塊電路板中有幾塊大的散熱器,則它們之間應(yīng)平行且與風道的風向平行。在垂直方向上則發(fā)熱小的器件排在最低層而發(fā)熱量大的器件排在較高處。


發(fā)熱器件在pCB的布局上應(yīng)盡可能遠離對溫度敏感的元器件,如電解電容等。


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