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电源适配器散热装置

文章出处: 人气:217发表时间:[2021-05-31]

电源适配器热设计的原则、程序及相关参数电源适配器已遍及运用在当时的各类电子设备上,其单位功率密度也在不断提高。高功率密度的定义从1991年的25W/in3、1994年的36W/in3、1999年的52W/in3、2001年的96W/in3,到目前已高达数百瓦每立方英寸。因为电源适配器中使用了很多的大功率半导体器件,如整流桥堆、大电流整流管、大功率三极管或场效应管等器件,它们作业时会发生很多的热量,假如不能把这些热量及时地排出并使之处于一个合理的水平,将会影响电源适配器的正常作业,严重时还会损坏电源适配器。为提高电源适配器作业的可靠性,热设计在电源适配器设计中是必不可少的一个重要环节。

1.在确保散热要求的前提下,尽量选用体积小、重量轻的散热器。 2.设备时,尽量增大器件和散热器的接触面积和压力,用 硅脂涂在接触面上。留意设备的办法和方向。 3.散热器表面应粗糙,但与器件接触面要有好的光洁度, 涂黑。 4.管子与机壳绝缘时,应使散热器与机壳绝缘,不只采 用电绝缘片。 5.密封情况下,要留意没有对流。 6.风冷时的风道设计。

在尽量通过优化设计等办法减少功率开关发热量的一起,还需要通过散热器利用传导、对流、辐射的传热原理,将元器件发生的热量快速释放到周围环境中去,以减少内部热累积,使元器件作业温度降低,这便是热设计。热设计的基本原则如下。 

(1)要清楚了解电源适配器的作业环境,包含环境温度的变化规模、太阳或周围其他物体的辐射情况等,电源适配器的散热方案应该符合应用环境的要求。 

(2)关于元器件选用II级降额,根据元器件的资料,就可以确认答应温度。 

(3)电源适配器热设计应与工业造型设计、电气设计、结构设计、可靠性设计及电磁兼容性设计一起考虑,在确保电气性能和可靠性要求的前提下,权衡分析,折中解决。例如,在设计通风网板时,一般都希望开孔率高,这就涉及孔距离和孔的大小。从孔的大小看,当然希望越大越好,但一方面,考虑电磁兼容性的要求,开孔直径一般不超越搅扰波长的1/20;另一方面,根据安规的要求,系统的开孔有必要满意下列任何一项要求。 ①任一方向测量,孔的尺度不应超越5mm。 ②假如孔的宽度在1mm内,长度则不限。 ③孔的尺度不限,但有必要确保外物不会直接掉入孔内而触碰到具有风险电压的零件。 

(4)要确保冷却系统结构简略、作业可靠及费用较低。一个重要的原则是,力争用老练的工艺、老练的技术,设计出高可靠性的产品。 

(5)要考虑冷却设备的振动和噪声。

(6)若选用强逼空气冷却,冷却空气的进口温度要约束,即便冷却空气的进口远离其他设备热空气的出口,也不能二次利用冷却空气进行冷却。 

(7)要提高冷却系统的可修补性。对冷却系统进行修补时,应具有的安全性和可达性,防尘设备和电扇要便于快速拆开、清洗和替换,且防尘设备上有必要有提示用户清洗的标志。 

(8)电源适配器中的功率器件的热设计要和电源适配器的热设计一起考虑。例如,电源适配器整流器的热设计要考虑到电源适配器的热设计,传输子架的热设计要考虑到整个机柜的热设计,反之亦然。 强逼风冷的散热量比天然冷却大10倍以上,但要增加电扇、电扇电源、联锁设备等,这不只使电源适配器的本钱和复杂性增加,并且使电源适配器的可靠性下降,其他还增加了噪声和振动。因此,在一般情况下应尽量选用天然冷却,而不选用风冷却办法。在元器件布局时,应将发热元器件安放在下风方位或在PCB的上部。散热器选用氧化发黑工艺处理,以提高辐射率,不答应用黑漆涂覆。散热器喷涂三防漆后会影响散热作用,需要恰当加大余量。散热器设备的平面要求润滑平整,一般在接触面涂上硅脂以提高热导率。变压器和电感线圈应选用较粗的导线来按捺温升。