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    電源適配器散熱裝置

    文章出處: 人氣:308發表時間:[2021-05-31]

    電源適配器熱設計的原則、程序及相關參數電源適配器已遍及運用在當時的各類電子設備上,其單位功率密度也在不斷提高。高功率密度的定義從1991年的25W/in3、1994年的36W/in3、1999年的52W/in3、2001年的96W/in3,到目前已高達數百瓦每立方英寸。因為電源適配器中使用了很多的大功率半導體器件,如整流橋堆、大電流整流管、大功率三極管或場效應管等器件,它們作業時會發生很多的熱量,假如不能把這些熱量及時地排出并使之處于一個合理的水平,將會影響電源適配器的正常作業,嚴重時還會損壞電源適配器。為提高電源適配器作業的可靠性,熱設計在電源適配器設計中是必不可少的一個重要環節。

    1.在確保散熱要求的前提下,盡量選用體積小、重量輕的散熱器。 2.設備時,盡量增大器件和散熱器的接觸面積和壓力,用 硅脂涂在接觸面上。留意設備的辦法和方向。 3.散熱器表面應粗糙,但與器件接觸面要有好的光潔度, 涂黑。 4.管子與機殼絕緣時,應使散熱器與機殼絕緣,不只采 用電絕緣片。 5.密封情況下,要留意沒有對流。 6.風冷時的風道設計。

    在盡量通過優化設計等辦法減少功率開關發熱量的一起,還需要通過散熱器利用傳導、對流、輻射的傳熱原理,將元器件發生的熱量快速釋放到周圍環境中去,以減少內部熱累積,使元器件作業溫度降低,這便是熱設計。熱設計的基本原則如下。 

    (1)要清楚了解電源適配器的作業環境,包含環境溫度的變化規模、太陽或周圍其他物體的輻射情況等,電源適配器的散熱方案應該符合應用環境的要求。 

    (2)關于元器件選用II級降額,根據元器件的資料,就可以確認答應溫度。 

    (3)電源適配器熱設計應與工業造型設計、電氣設計、結構設計、可靠性設計及電磁兼容性設計一起考慮,在確保電氣性能和可靠性要求的前提下,權衡分析,折中解決。例如,在設計通風網板時,一般都希望開孔率高,這就涉及孔距離和孔的大小。從孔的大小看,當然希望越大越好,但一方面,考慮電磁兼容性的要求,開孔直徑一般不超越攪擾波長的1/20;另一方面,根據安規的要求,系統的開孔有必要滿意下列任何一項要求。 ①任一方向測量,孔的尺度不應超越5mm。 ②假如孔的寬度在1mm內,長度則不限。 ③孔的尺度不限,但有必要確保外物不會直接掉入孔內而觸碰到具有風險電壓的零件。 

    (4)要確保冷卻系統結構簡略、作業可靠及費用較低。一個重要的原則是,力爭用老練的工藝、老練的技術,設計出高可靠性的產品。 

    (5)要考慮冷卻設備的振動和噪聲。

    (6)若選用強逼空氣冷卻,冷卻空氣的進口溫度要約束,即便冷卻空氣的進口遠離其他設備熱空氣的出口,也不能二次利用冷卻空氣進行冷卻。 

    (7)要提高冷卻系統的可修補性。對冷卻系統進行修補時,應具有的安全性和可達性,防塵設備和電扇要便于快速拆開、清洗和替換,且防塵設備上有必要有提示用戶清洗的標志。 

    (8)電源適配器中的功率器件的熱設計要和電源適配器的熱設計一起考慮。例如,電源適配器整流器的熱設計要考慮到電源適配器的熱設計,傳輸子架的熱設計要考慮到整個機柜的熱設計,反之亦然。 強逼風冷的散熱量比天然冷卻大10倍以上,但要增加電扇、電扇電源、聯鎖設備等,這不只使電源適配器的本錢和復雜性增加,并且使電源適配器的可靠性下降,其他還增加了噪聲和振動。因此,在一般情況下應盡量選用天然冷卻,而不選用風冷卻辦法。在元器件布局時,應將發熱元器件安放在下風方位或在PCB的上部。散熱器選用氧化發黑工藝處理,以提高輻射率,不答應用黑漆涂覆。散熱器噴涂三防漆后會影響散熱作用,需要恰當加大余量。散熱器設備的平面要求潤滑平整,一般在接觸面涂上硅脂以提高熱導率。變壓器和電感線圈應選用較粗的導線來按捺溫升。

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