电源技术博大精深,应用领域也是十分宽泛,从工业、汽车到光伏和医疗等都能够看到它的身影。一个残缺的零碎须要很多模块组合起来,其中电源模块是最要害的一部分。对于工程师们而言,电源模块发热是常常遇到的难题,本文带大家来意识下电源模块发热的起因及对应的预防措施。
一、电源模块发热的 4 个常见起因
电源模块发热问题会严重危害模块的可靠性,使产品的失效率将呈指数法则减少。低温会导致电解电容的寿命升高、变压器漆包线的绝缘个性升高、晶体管损坏、资料热老化、低熔点焊缝开裂、焊点脱落、器件之间的机械应力增大等景象。危害如此之大,所以在理论设计中,尽可能要防止电源模块发热重大导致整个零碎损坏。
1. 利用场景谬误
线性电源中罕用的是 LDO 稳压器,其特点是线性调整,输入电压稳定小,外围器件少,成本低,适宜负载较小,对电压精度要求高的利用场景。
然而其天生的弊病是靠能量消耗的形式来进行降压,所以输入电流个别不会太高。能够简略了解为 LDO 线性稳压器是具备肯定的外部阻抗,电流通过时,将一部分能量消耗掉了,流经的电流越大,耗费的能量就越多,LDO 稳压器的发热量就越大。
所以如果将 LDO 应用在负载电流过大的场景中,发热量就会十分之大。
2. 效率太低
在 DCDC 开关电压调整器中,外围的要害是在外部集成的两个开关管 Q1 和 Q2,这两个开关的品质决定了整个 DCDC 电压调整器的效率,市面上大部分 DCDC 电压调整器的效率能够达到 90% 以上,当你如果选用效率过低的时,多余的能量还是以热能的模式耗费了,次要是 Q1 和 Q2 的内阻耗费电流。
3. 负载电流过高
有人的中央就有江湖,同样,有电流存在的中央就有发热。
通常所有的电源模块都规定了额外输入电流参数,这是对应电源调整芯片或者电源模块额外容许的最大电流值,如果超出此额定电流后,不肯定会立马损坏,因为不论是电源芯片本身,还是设计好的电源模块,都有对应的散热措施。
但如果负载电流超出额定值,那么意味着也就超出本来的散热计划,所以过高的热量会导致电源芯片或电源模块损坏。 在理论设计中,电源模块的散热好坏与 PCB 的布局及无效覆铜面积有很大关系,而这一点在设计定型时就已确定了其可能接受的热量,所以不要让电源超负荷工作。
通常咱们举荐依照负载最大工作电流值的 80% 进行降额设计选型。比方负载最大需要 1A 电流,那么举荐应用至多能稳固继续提供 1.25A 输入的电源芯片或电源模块。
DCDC 电源模块 PCB 设计图
4. 环境温度过高
任何电子元器件都有其标称的工作应用温度范畴,比方一般消费类元器件的举荐工作温度范畴 0°C-70°C,做成电子产品后依据所应用的各个元器件的的耐温及产品本身散热状况,通常定义产品应用的环境温度 0°C-40°C。
这里有个恶性循环,任何元器件的效率或者性能都会随着温度的升高而降落,所以一旦因为工作温度高导致电源模块效率降落,那么效率降落后电源模块本身发热就会加剧,从而导致整体热量提高一减少,从而进入死循环,最终可能导致整个电源零碎生效。
二、所以如何能力正确的选用电源呢?
7 招教会你:
① 明确本人的利用需要;
② 选用适合额外参数,比方输出电压范畴、输入电压范畴、输入电流等。
③ 抉择效率高的,通常须要抉择效率在 90% 以上。
④ 确认所选电源模块是否采纳高质模块量元器件。
⑤ 确认电源模块或者电源 IC 是否具备过热,过载爱护性能。
⑥ 电源模块的电路板是否涂有三防漆;
⑦ 电源模块有 CE、UL 认证、ROHS 认证。
总得来说,电源模块决定了整个电子系统是否可能继续稳固的工作,所以抉择适合的电源是设计的基本,华秋商城特地推出工程师专区:工程师专区_华秋商城,多款高牢靠电源模块任君抉择。