开关电源常用拓扑技术原理连载三十五
良师 精编
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二零二四年十月 于苏州
第四节 开关电源的计算实例
20） 散热器
随着小型化和集成化的电源模块开始广泛应用，因为功率密度高，所以在使用当中难免会出现了温度问题，然后就有了热设计一词的出现。特别是对ACDC电源模块而言，假如长期在高温的环境下工作，不但会使里面的电解电容使用寿命减短，严重的还会使电解液蒸干，引发电源模块工作异常。
在实际应用中，温度对电子设备的影响达到了70%，如何保证电子设备的长时间高温运行成了一个重大的挑战。电源产生热量的原因是因为电源模块并没有把全部的输入能量都转换成输出能量，一部分在转换当中变热能消耗掉了，这就是我们常说的效率。如下图半导体功率器件散热器
1） 开关电源热设计的五大原则：
1、一切设计从利于散热的角度出发。
2、元器件分布排列按发热量小和发热量大的区分排列，发热量小的分布在冷气流上游，发热量大的分布在冷气流下游。
3、大功率元器件在水平方向要尽量近印制板的边缘，缩短传热距离，在垂直方面要尽量近上方，降低对其它器件的影响。
4、比较敏感的元器件要分布在温度最低的区域。
5、在设计时要先研究空气流动，合理配置元器件。
2）在常用的散热方式当中有三种方式:
第一种为对流，热量通过空气的传递。
第二种为辐射，热量通过电磁传递。
第三种为传导，热量通过固体来传递。
3） 开关电源热设计的要点有：
1、从方案的选择、元器件的选择、PCB设计等方面全部要考虑到热设计，不放过任何一个小细节。
2、降低电源内部元器件的损耗和温升。
3、要注意高压、低压时的温度分布，短路、过热时的温度分布等。
4、在灌封类模块要重新测试温度以保证可靠性。
大功率开关电源的散热器设计要考虑底板的设计、肋片高度、厚度的设计、肋间距的设计等方面，最重要的是要核实散热器的散热数值。
AC-DC开关电源设计要考虑散热器、冷却风扇、散热膏、金属PCB等方面。
DC-DC电源模块设计要考虑电路的布局结构、确定传热途径、分析运行温度等方面的散热。
好的热设计不仅可以延长电源模块和其元器件的使用寿命，还能保障产品安全性，使其发热均匀。将开关电路中的开关器件及变压器在进行电压转换时，产生的大量热量，使用散热片或散热风扇可以使热量转移。
内容提要:
本教材主要介绍了电源技术的基础理论,基本原理,设计应用实例及其相关的经验知识。重点介绍了高频开关电源的设计知识。其中对高频开关电源的模块化产品,有源功率因数校正技术,软开关高效率技术也作了详细介绍与设计应用。
本教材适用于电源工程师、技术人员和具有电子技术基础的广大电子爱好者,作为电源维修技术人员的学习资料。推荐作为大,中专,职业教育的选修培训教材。
良师简介：
专业从事开关电源研发二十多年。电源高级工程师。开关电源专业技术家。开关电源资深技术顾问。中国电源学会高级会员。
2000年专业开关电源研发。2016年从事电源产品设计咨询及生产管理。
1991年设计变频调速器及电站直流电源屏。
曾就职于国营大企业研究所、国际知名外资集团、民营及国营企业研发部。
五次派往美国总部进行开关电源新技术交流、项目合作、营销技能培训。
主要成果：开关电源产品项目研发：功率范围：AC-DC（含PFC）：1W---10KW；
AC-DC/DC-DC模块：1W---1KW；充电桩：7KW/14KW；电力取电高压电源等。
开关电源方案、性能、价格优化；原理图设计计算；高频变压器及电感等磁性器件的设计；开关电源关键电子器件的计算；反馈环路稳定性计算；
产品研发流程、测试、维修、安规认证、EMC设计整改、FAE、生产管理、文案编写、技能培训、开关电源设计咨询服务；
在电子行业杂志上发表三十六篇科技论文，有3篇获大奖、2项发明专利、2项实用新型专利。
编写《实用新型开关电源原理及设计应用》、《开关电源常用拓扑原理培训教材》实训教程、精心编写《十种拓扑高频变压器设计及计算实例》。
擅长领域：电力自动化工控行业、LED绿色照明、打印机、适配器、车载充电器、光伏发电、充电桩、电力行业高压电源、特种行业电源等。
新技术高效软开关LLC、数字化智能化、功率因数校正APFC、电路拓扑方案选型、变压器、电感计算。有电子版电源书百余册，电源原理图五千张。
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