引起電源模塊發(fā)熱的四大原因
一摸電源模塊的表面,熱乎乎的,模塊壞了?且慢,有一點(diǎn)發(fā)熱,僅僅只是因?yàn)樗Φ毓ぷ髦?。但高溫?duì)電源模塊的可靠性影響極其大!基于電源模塊熱設(shè)計(jì)的知識(shí),這一次,我們扒一扒引起電源模塊發(fā)熱的原因。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201811/395127.htm電源模塊在電壓轉(zhuǎn)換過程中有能量損耗,產(chǎn)生熱能導(dǎo)致模塊發(fā)熱,降低電源的轉(zhuǎn)換效率,影響電源模塊正常工作,并且可能會(huì)影響周圍其他器件的性能,這種情況需要馬上排查。但什么情況下會(huì)造成電源模塊發(fā)熱嚴(yán)重呢?具體原因如下所示:
一、使用的是線性電源
線性電源工作原理如下圖1,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(gè)電阻,電流經(jīng)過電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱,導(dǎo)致效率不高。
圖1 線性電源原理圖
為了防止電源模塊發(fā)熱嚴(yán)重,可采取以下措施:加大散熱片、實(shí)行風(fēng)冷、導(dǎo)熱材料解決(導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱灌封膠)、改用開關(guān)電源
二、負(fù)載太小
電源輕載,即電源電路負(fù)載阻抗比較大,這時(shí)電源對(duì)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(huì)使電源電路輸出的直流工作電壓升高很多,造成對(duì)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。
如果輸出負(fù)載太輕,建議在輸出端并聯(lián)一個(gè)假負(fù)載電阻,如圖2所示。該假負(fù)載電阻功率加上實(shí)際負(fù)載功率之和>10%負(fù)載?!?/p>
圖2 負(fù)載太小,并聯(lián)假負(fù)載
三、負(fù)載過流
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(duì)于無過流保護(hù)的電源模塊,輸出需要穩(wěn)壓、過壓及過流保護(hù)的最簡(jiǎn)單方法就是在輸入端外接一帶過流保護(hù)的線性穩(wěn)壓器,如圖3所示?!?/p>
圖3 負(fù)載過流,增加線性穩(wěn)壓器
四、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(jí)和實(shí)際需要的工作溫度范圍。根據(jù)負(fù)載功率和實(shí)際的環(huán)境溫度進(jìn)行降額設(shè)計(jì)。
如ZLG致遠(yuǎn)電子的P_FLS-1W,標(biāo)出的降額曲線如下圖4所示,從圖中可明確知道,工作溫度范圍是-40~105℃,在高溫85℃以上后,需降功率使用,在105℃時(shí),最大的允許輸出功率為0.8W。
圖4 P_FLS-1W的溫度降額曲線
致遠(yuǎn)電子基于近二十年的電源設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累,自主研發(fā)設(shè)計(jì)自主電源IC。以致遠(yuǎn)電子P系列全工況優(yōu)選定壓電源為例,在解決模塊電源發(fā)熱的問題上,從方案選擇、元器件選擇到PCB設(shè)計(jì)突破眾多的技術(shù)瓶頸,圖5是我司P系列電源模塊在25℃、濕度40%~75%,輸入標(biāo)稱電壓和輸出純阻模式下測(cè)得的溫度。
圖5 P系列電源模塊外殼溫度
在灌封類電源模塊中,灌封膠由于良好的導(dǎo)熱性模塊溫度進(jìn)一步降低。那怎么才能測(cè)試準(zhǔn)確地測(cè)試內(nèi)部元件的溫升呢?請(qǐng)查閱《ZLG是如何測(cè)試電源模塊內(nèi)部的溫升的!》。電源模塊在設(shè)計(jì)之初如何考慮電源的熱設(shè)計(jì)(元器件選擇、PCB設(shè)計(jì))《再扒一扒電源模塊發(fā)熱那點(diǎn)事兒》。
評(píng)論