開關(guān)電源熱設(shè)計的強制通風(fēng)、金屬PCB和元件布置

　　1 自然風(fēng)冷與強制風(fēng)冷

　　在開關(guān)電源的實際設(shè)計中，通常采用自然風(fēng)冷與風(fēng)扇強制風(fēng)冷兩種形式。自然風(fēng)冷的散熱片安裝時應(yīng)使散熱片的葉片豎直向上放置，若有可能則可在PCB上散熱片安裝位置的周圍鉆幾個通氣孔，便于空氣的對流。

　　強制通風(fēng)冷卻是利用風(fēng)扇強制空氣對流，所以在風(fēng)道的設(shè)計上同樣應(yīng)使散熱片的葉片軸向與風(fēng)扇的抽氣方向一致，為了有良好的通風(fēng)效果，越是散熱量大的器件越應(yīng)靠近排氣風(fēng)扇，在有排氣風(fēng)扇的情況下,散熱片的熱阻見表。

　　表 在有排氣風(fēng)扇的情況下散熱片的熱阻

　　2金屬PCB

　　隨著開關(guān)電源的小型化，表面貼片元件廣泛地應(yīng)用到實際產(chǎn)晶中，這時散熱片難以安裝到功率器件上。當前克服這個問題的主要方法，是采取金屬PCB作為功率器件的載體，主要有鋁基敷銅板、鐵基敷銅板、金屬PCB的散熱性能遠好于傳統(tǒng)的PCB，而且可以貼裝SIVD元件。另有一種銅芯PCB，基板的中間層是銅板絕緣層采用高導(dǎo)熱的環(huán)氧玻纖布黏結(jié)片或高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂，它可以雙面貼裝SMD元件，大功率SND元件可以將SMD自身的散熱片直接焊接在金屬PCB上，利用金屬PCB中的金屬板來散熱。

　　3發(fā)熱元件的布置

　　開關(guān)電源中主要的發(fā)熱元件有大功率半導(dǎo)體器件及其散熱器，功率轉(zhuǎn)換變壓器，大功率電阻等。發(fā)熱元件布局的基本要求是按發(fā)熱程度的大小，由小到大排列，發(fā)熱量越小的器件越要排在開關(guān)電源風(fēng)道風(fēng)向的上風(fēng)處，發(fā)熱量越大的器件越要靠近排氣風(fēng)扇。

　　為了提高生產(chǎn)效率，經(jīng)常將多個功率器件固定在同一個大散熱器上，這時應(yīng)盡量使散熱片靠近PCB的邊緣放置。但與開關(guān)電源的外殼或其他部件至少應(yīng)留有1cm以上的距離。若在一塊電路板中有幾塊大的散熱器，則它們之間應(yīng)平行且與風(fēng)道的風(fēng)向平行。在垂直方向上則發(fā)熱小的器件排在最低層而發(fā)熱量大的器件排在較高處。

　　發(fā)熱器件在PCB的布局上應(yīng)盡可能遠離對溫度敏感的元器件，如電解電容等。