5V電源模塊是怎么散熱的呢
5V電源模塊的散熱的好壞，直接決定了這個(gè)電源模塊的使用壽命，所以了解5V電源模塊的散熱原理對(duì)我們電源模塊廠家來說是非常重要的一件事情
從高溫區(qū)到低溫區(qū)的功率模塊傳熱有三種基本模式：輻射，傳導(dǎo)和對(duì)流。
輻射：兩種物體在不同溫度下的電磁傳遞。
傳導(dǎo)：傳熱通過固體介質(zhì)。
對(duì)流：熱量通過流體介質(zhì)（空氣）傳遞。
在所有實(shí)際應(yīng)用中，傳熱的三種方式都有不同程度的作用。在大多數(shù)應(yīng)用中，對(duì)流是最重要的傳熱方式，加上其他兩種冷卻方式，效果更好。但在某些情況下，這兩種方法也可能產(chǎn)生反效果。因此，設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的冷卻系統(tǒng)，所有三種傳熱都要慎重考慮。
1，傳導(dǎo)散熱
在許多應(yīng)用中，來自功率模塊襯底的熱量通過傳熱元件傳導(dǎo)到遠(yuǎn)輻射表面。以這種方式，功率模塊基板的溫度將等于散熱表面的溫度，導(dǎo)熱元件的溫度升高和兩個(gè)接觸表面的溫度升高之和。導(dǎo)熱元件的熱阻與其長度成比例，其長度與其橫截面積和導(dǎo)熱率成反比。還可以通過選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾蜋M截面積來降低導(dǎo)熱元件的熱阻。在安裝空間和成本是允許的條件，應(yīng)使用散熱器的最小耐熱性。應(yīng)該記住，功率模塊基板的溫度略有降低，MTBF顯著增加。
5V電源模塊散熱片的制造材料是影響選擇效果的重要因素，必須注意。在大多數(shù)應(yīng)用中，功率模塊產(chǎn)生的熱量將從基板傳導(dǎo)到散熱器或散熱元件。然而，在功率模塊基板和導(dǎo)熱元件之間的接觸表面上產(chǎn)生溫度差。該溫度差必須串聯(lián)控制。在散熱回路中，基板的溫度應(yīng)為接觸面的溫度升高和導(dǎo)熱元件的溫度。如果沒有控制，接觸面的溫度上升將會(huì)特別明顯。接觸表面的面積應(yīng)盡可能大，接觸表面的平滑度應(yīng)在5密耳（0.005英寸）以內(nèi)。為了消除崎嶇的表面，在接觸面應(yīng)填充熱塑料或散熱墊。 ）采取適當(dāng)措施后，接觸面的熱阻可以降低到低于0.1°C / W（RTH）或降低功耗（Ploss）以降低溫升，增加TAmax，功率的最大輸出功率供應(yīng)環(huán)境溫度的應(yīng)用，參數(shù)的影響包括功率損耗Ploss，耐熱RTH而最高電源殼溫度TC。電源效率高，散熱更好。在額定功率輸出時(shí)，其可用溫度有一定的余量。電源效率低或散熱差將更高。他們需要空氣冷卻或降額使用。
5V電源模塊金屬材料的導(dǎo)熱性
金317W / mK
銀色429W / mK
銅401W / mK
鐵48W / mK
鋁237W / mK
AA6061鋁合金155W / mK
AA6063鋁合金201W / mK
ADC12鋁合金96W / mK
AA1070鋁合金226W / mK
AA1050鋁合金209W / mK
2，輻射熱
當(dāng)兩個(gè)不同的溫度接口相對(duì)時(shí)，會(huì)由連續(xù)輻射產(chǎn)生熱量。輻射對(duì)各個(gè)物體的溫度的最終影響是由多個(gè)因素決定的：每個(gè)部件的溫差，相關(guān)部件的方向，部件表面的光潔度以及它們之間的間距。很難量化這些因素，加上周邊環(huán)境輻射能量交換對(duì)環(huán)境本身的影響，所以計(jì)算輻射對(duì)溫度的影響是復(fù)雜的，難以準(zhǔn)確。
電源轉(zhuǎn)換器模塊的實(shí)際應(yīng)用，不可能僅僅依靠輻射冷卻作為轉(zhuǎn)換器的冷卻方式。在大多數(shù)情況下，輻射只能耗散總熱量的10％以下，因此輻射熱只能用作主冷卻模式以外的輔助裝置，而熱設(shè)計(jì)通常不被考慮。）電源模塊溫度的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換器模塊的溫度通常高于環(huán)境溫度，因此輻射能量傳遞有助于散熱。然而，在某些情況下，模塊附近的一些熱源（功率器件，高功率電阻等）的溫度高于電源模塊的溫度，這些物體的熱輻射會(huì)增加溫度模塊。
在散熱設(shè)計(jì)中，變流器模塊周圍部件的相對(duì)位置應(yīng)根據(jù)熱輻射的可能影響進(jìn)行合理布置。當(dāng)加熱元件靠近轉(zhuǎn)換器模塊時(shí)，為了減少輻射的加熱效應(yīng)，應(yīng)在模塊和發(fā)熱元件之間插入隔熱薄片。
3，對(duì)流冷卻
對(duì)流冷卻是艾普電源轉(zhuǎn)換器中常用的散熱方法，對(duì)流通常分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種。熱量從被加熱物體的表面轉(zhuǎn)移到冷卻器周圍的空氣中，稱為自然對(duì)流;熱量從被加熱物體的表面轉(zhuǎn)移到流動(dòng)的空氣中，稱為強(qiáng)制對(duì)流。
自然對(duì)流的優(yōu)點(diǎn)易于實(shí)現(xiàn)，不需要風(fēng)扇，成本低，熱可靠性高。然而，與強(qiáng)制對(duì)流相比，所需的散熱器較大，以達(dá)到相同的基板溫度。
自然對(duì)流散熱器設(shè)計(jì)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
5V電源模塊通常散熱器只能給出垂直散熱器的參數(shù)。水平散熱器散熱效果差。如果安裝應(yīng)該水平，應(yīng)適當(dāng)增加散熱器的面積，也可以用來強(qiáng)制對(duì)流冷卻。
產(chǎn)品熱量計(jì)算
在不同的應(yīng)用中，電源模塊所需的散熱器熱阻可以從以下公式計(jì)算，然后適當(dāng)?shù)纳崞琓C，max
電源最大全功率輸出外殼溫度
TA工作環(huán)境溫度
功率效率
Pout功率輸出功率
1案例1：在自然對(duì)流條件下，工作環(huán)境為55℃，輸出24V，45W時(shí)，WDH50-48S24模塊能承受最大的熱阻。
最大熱阻=
Tmax = 100℃
Ta = 55℃
Pout = 45W
Η= 87％（0.87）
最大熱阻=
= 6.69℃/ W（min）
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