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工程師必看!電源模塊發(fā)熱的4個常見原因及預(yù)防措施
發(fā)布時間:2023-05-09 閱讀量:2889 來源:我愛方案網(wǎng) 作者:Doris

導(dǎo)讀:電源技術(shù)博大精深,應(yīng)用領(lǐng)域也是非常廣泛,從工業(yè)、汽車到光伏和醫(yī)療等都可以看到它的身影。一個完整的電源需要很多模塊組合起來,其中電源模塊就是其中最關(guān)鍵的一部分。對于工程師們而言,電源模塊發(fā)熱是經(jīng)常遇到的難題,本文帶大家來認(rèn)識下電源模塊發(fā)熱的原因及對應(yīng)的預(yù)防措施。


01

電源模塊發(fā)熱的4個常見原因



電源模塊發(fā)熱問題會嚴(yán)重危害模塊的可靠性,使產(chǎn)品的失效率將呈指數(shù)規(guī)律增加。高溫會導(dǎo)致電解電容的壽命降低、變壓器漆包線的絕緣特性降低、晶體管損壞、材料熱老化、低熔點焊縫開裂、焊點脫落、器件之間的機械應(yīng)力增大等現(xiàn)象。

危害如此之大,需要馬上排查發(fā)熱原因,以下是電源模塊發(fā)熱常見的四個原因:

1)使用的是線性電源導(dǎo)致發(fā)熱

線性電源通過調(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)于一個電阻,電流經(jīng)過電阻時會發(fā)熱,導(dǎo)致效率不高。

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為了防止功率模塊嚴(yán)重發(fā)熱,解決方法是加大散熱器、空氣冷卻、添加導(dǎo)熱材料或開關(guān)電源。

2)負(fù)載太小,不合適

電源輕載,即電源電路負(fù)載阻抗比較大,這時電源對負(fù)載的輸出電流比較小。有些電源電路中不允許電源的輕載,否則會使電源電路輸出的直流工作電壓升高很多,造成對電源電路的損壞。一般電源模塊有最小的負(fù)載限制,各廠家有所不同,普遍為10%左右。建議在輸出端并聯(lián)一個假負(fù)載電阻。

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負(fù)載太小,并聯(lián)假負(fù)載

3)負(fù)載過流難題

電源過載,與電源輕載情況恰好相反,就是電源電路的負(fù)載電路存在短路,使電源電路輸出很大的電流,且超出了電源所能承受的范圍。對于無過電流保護的電源模塊,輸出穩(wěn)壓、過電壓、過電保護的解決方案是在輸入端外帶有過電流保護的線性調(diào)壓器。

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負(fù)載過流,增加線性穩(wěn)壓器

4)環(huán)境溫度過高或散熱不良

使用模塊電源前,務(wù)必考慮電源模塊的溫度等級和實際需要的工作溫度范圍。根據(jù)負(fù)載功率和實際的環(huán)境溫度進行降額設(shè)計。

02

預(yù)防電源模塊發(fā)熱的措施


預(yù)防電源模塊發(fā)熱,首先在采購時也要注意挑選高可靠的電源模塊。如何判斷電源模塊質(zhì)量呢?高可靠的電源模塊有以下4點特征:

①.采用高質(zhì)量元器件;
②.電路設(shè)計必須采用保護器件;
③.其電路板涂上三防漆;

④.電源模塊有CE、UL認(rèn)證、ROHS認(rèn)證。

其次,在許多應(yīng)用中,電源模塊基板上的熱量經(jīng)導(dǎo)熱元件傳導(dǎo)到較遠的散熱面上。這樣,電源模塊基板的溫度將等于散熱面的溫度、導(dǎo)熱元件的溫升及兩接觸面的溫升之和。導(dǎo)熱元件的熱阻與其長度成正比,與其截面積及導(dǎo)熱率反比,選用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱材料和截面積,也可以減小導(dǎo)熱元件的熱阻。

總得來說,電源模塊的發(fā)熱和散熱措施與內(nèi)部控制元件、體積、絕緣結(jié)構(gòu)材料的導(dǎo)熱性能等因素相關(guān)。


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