開關(guān)電源散熱設(shè)計(jì)的一般原則和步驟

熱設(shè)計(jì)的一般原則

1、從開關(guān)電源散熱角度來看，開關(guān)電源印制板最好是垂直安裝，板間距離不應(yīng)該小于20mm

2、同一開關(guān)電源印刷電路板上的器件應(yīng)該要盡可能按照其熱值以及散熱程度來進(jìn)行布置。熱值小或者是耐熱性較差的器件（比如說小信號(hào)晶體管、小型集成電路、電解電容器等等）應(yīng)該要放置在冷卻氣流的頂部，熱輸出高或者是耐熱性比較好的器件（比如說開關(guān)電源功率晶體管、大型集成電路、電容器等等）應(yīng)該要放置在冷卻氣流的底部。

3、溫度敏感裝置應(yīng)該要放置在最低溫度區(qū)域（比如說設(shè)備底部），不應(yīng)該直接放置在加熱裝置的上方。最好是在水平面上錯(cuò)開多個(gè)設(shè)備。

4、開關(guān)電源印刷電路板在設(shè)備當(dāng)中的散熱主要是取決于氣流，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該要研究氣流路徑，合理地配置器件或者是開關(guān)電源印刷電路板。氣流總是傾向于在阻力小的地方流動(dòng)。所以，在開關(guān)電源印刷電路板上配置設(shè)備的時(shí)候，必須要避免在某個(gè)區(qū)域留下比較大的空間。多塊開關(guān)電源印刷電路板在整機(jī)當(dāng)中的配置也應(yīng)該注意同樣的問題。

5、在水平方向，開關(guān)電源大功率器件應(yīng)該要盡量地靠近印刷電路板的邊緣，以此來縮短傳熱路徑；在垂直方向，大功率器件應(yīng)該要盡量靠近開關(guān)電源印刷電路板的頂部，以此來減少這些器件影響到其他設(shè)備的溫度

開關(guān)電源熱設(shè)計(jì)的實(shí)際步驟：

1、分析了開關(guān)電源電路的布局結(jié)構(gòu)，確定了主要加熱單元，并且根據(jù)電路理論當(dāng)中的相關(guān)公式得出了各個(gè)加熱單元的理論損耗值。

2、分析了開關(guān)電源電路所對(duì)應(yīng)的熱路徑，確定了換熱路徑，并且建立了等效熱模型。根據(jù)熱設(shè)計(jì)理論，計(jì)算出各部件的熱阻值，根據(jù)熱回路圖建立熱平衡方程，分析溫度場的分布特征，求解各節(jié)點(diǎn)的溫度值；根據(jù)熱路模型和電學(xué)模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立了電氣模型。

3、建立電路的三維熱模型。利用了專業(yè)的熱模擬軟件，根據(jù)流體力學(xué)以及數(shù)值傳熱的原理，采取有限元體積法對(duì)于建立的模型進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果得出了最佳方案。

4、對(duì)于元器件、電路、印刷電路板以及外殼進(jìn)行了熱設(shè)計(jì)。

5、模型或者是樣機(jī)測(cè)試分析。通過對(duì)于模型或者是樣機(jī)的測(cè)量，驗(yàn)證了理論計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果的偏差。

6、除了熱設(shè)計(jì)之外，還應(yīng)該要考慮可靠性、安全性、維修性以及開關(guān)電源電磁兼容性的協(xié)同設(shè)計(jì)，以此來滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)以及要求。