【導(dǎo)讀】由于大功率模塊經(jīng)常處于高功率運(yùn)行中，所以對散熱的要求很高。很多設(shè)計(jì)師都會采用增加散熱器或者改進(jìn)一下封裝形式來加強(qiáng)散熱。本文主要講解的就是采用的增裝風(fēng)機(jī)這種散熱方式，如何設(shè)置和選擇才能散熱高效率？本文就來一一解析。
散熱性能差異的原因
大功率的模塊電源通常的工作運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)模塊溫度過高發(fā)熱的情況，因此在研發(fā)過程中能否對散熱性能提供有效保障就成為了擺在研發(fā)部門面前的重要問題之一，選用合適的散熱器也就成為了研發(fā)過程中的重中之重。那么，大功率的電源模塊散熱性能為什么會出現(xiàn)較大的差異？散熱器的選擇對于散熱效果都有哪些影響呢？
首先，散熱器翅片長度會造成散熱性能的差異問題。在研發(fā)過程中，適當(dāng)增加散熱器的翅片長度適可以有效減小電源模塊的器件結(jié)溫，但是過分增加翅片長度并不能確保熱量傳導(dǎo)至散熱器翅片的末端，反而使散熱器重量增加太多。一般認(rèn)為，散熱器的翅片程度和基座寬度比例接近1時，傳熱效果較好。
再者，散熱器翅片厚度的選擇也同樣會影響模塊的散熱性能。在正常運(yùn)行的情況下，由于導(dǎo)熱主要是沿著電源模塊的散熱器翅片縱向方向傳遞，因而翅片的厚度對于散熱器熱性能沒有太大的影響，翅片厚度的增加并沒有使熱源結(jié)溫降低很多，反而增加了散熱器的重量。為了保證散熱器翅片的硬度且易于加工，翅片硬度不能太薄，工程上一般會將散熱器翅片的厚度規(guī)定在≥1mm左右。
除了上面提到的兩點(diǎn)之外，散熱器翅片個數(shù)也同樣會影響到模塊電源的散熱性能。在模塊正常工作的前提下，隨著翅片數(shù)目的增多，熱源結(jié)溫會有所降低。但是超過某一數(shù)值之后，隨著翅片的增多，器件結(jié)溫不但沒有明顯變化反而散熱器的重量會明顯增加。同時，翅片數(shù)目增加有時還要考慮器件安裝的問題，有的器件安裝在散熱器兩翅片之間，如果翅片數(shù)太多，器件是不容易安裝在散熱器上的，因而工程師千萬不能盲目增加翅片的數(shù)目。
風(fēng)機(jī)選擇對散熱的影響
大功率的模塊電源由于長時間處于高功率運(yùn)行狀態(tài)中，因此對于模塊散熱的要求要比普通的電源模塊更高。在設(shè)計(jì)中，工程師常常會選擇增加散熱器或改進(jìn)封裝形式等方式，提升電源模塊的散熱性能，而增裝風(fēng)機(jī)也同樣是一種比較有效散熱的方式。那么，選擇什么風(fēng)量的風(fēng)機(jī)、如何設(shè)置風(fēng)機(jī)才能有效散熱呢？
在大功率的模塊電源工作過程中，其系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)風(fēng)量是影響電源散熱效果的主要因素之一。在進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，工程師對于風(fēng)量的選擇需要依據(jù)電子設(shè)備元器件發(fā)出的熱功率的大小來確定。而為了保證電子設(shè)備的正常工作，通常情況下空氣出口的溫度以不超過70攝氏度為最佳。
在進(jìn)行風(fēng)機(jī)的設(shè)置時，工程師也同樣是需要仔細(xì)計(jì)算的。在電源模塊進(jìn)行散熱的過程中，由于整機(jī)的風(fēng)量受風(fēng)道靜壓的影響，所設(shè)置的風(fēng)機(jī)不可能工作在最大風(fēng)量處，因此，風(fēng)機(jī)特性曲線和風(fēng)道特性曲線的交點(diǎn)就是風(fēng)機(jī)的最佳工作點(diǎn)，這個交點(diǎn)是需要工程師仔細(xì)依據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算。但是需要注意的一點(diǎn)是，在電源模塊的設(shè)計(jì)過程中，風(fēng)機(jī)的選擇并不是風(fēng)量越大越好，而是需要綜合考慮設(shè)備的體積封裝、能耗以及噪音、振動等問題。
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