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散热应考虑的问题确保第二代高密度DCDC转换器模块性能

发布时间:2020-06-30 19:37:21 阅读: 来源:钢套钢直埋保温管厂家

由于按标准尺寸生产的第二代DC-DC转换器模块具有更大的功率密度,为保证给负载提供足够的功率,必需采取适当的施措进行热量管理。在热量管理中,效率不仅是应考虑的项目,而且是重要参数。当设计或选用电源时,应正确估量变换过程中产生的热量即。

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图1 Vicor DC-DC转换器模块V300A48C50OA的效率与输入电压和输出电流的关系所有电源产品都注明最高工作温度,其可靠性和工作寿命都与工作温度成反比。一台耐用电源的设计,要求在任何工作状态下,不仅不能超过温度极限,并且应留有足够的余量。这就要求认真计算电源中产生的热量并通过实验验证,然后根据负载和工作环境的要求,选择更有效的热量管理方法。

散热设计确定在最坏情况下的功耗利用下式可以计算出转换器在整个工作范围内输出最大负载电流时的效率。变换效率定义如下:n=Po/Pin(1)式中,Po为输出功率;Pin为输入功率。电源模块通常都给出其典型效率值,但是给出的数值不可能适用于所有工作状态。通常,还会给出效率与其它规定参数的关系曲线。Vicor DC-DC转换器模块V300A48C500A (额定输入电压为300Vdc、直流输出电压为48Vdc,在室温下输出功率为500W)效率与输出电流和输入电压的关系,如图1所示。从图1可出看出,在大部分工作范围内,效率曲线非常平坦,通常DC-DC转换器只提供规定电源电压和负载时的效率。但是转换器通常不会仅仅工作于这一点,为了正确进行散热设什,必须认真分析完整的效率曲线。最佳散热设计应当根据最坏工作条件下,预期工作温度范围内的效率计算出最大功耗。另外,还可以看出,在大部分输出电流范围内,当输入额定电压时,转换器的效率为89%。在我们的设计实例中,将该效率作为最坏情况下的效率。如果该转换器模块满载工作(Po=500W),产生热量的功耗为:Pd=Po/n-Po(2)由此式可得出,Pd=61.8W确定该功耗引起的转换器模块底板的温升所有厂家均给出转换器模块的热参数,以上述Vicor型号为例,从底板测试的最高承受工作温度是100℃(Tb)。在空气中的热阻(Θ)值为4.9℃/W,因此,转换器模块在自然环境中的温升可简化为:Tr=Pd

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