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DC/DC转换器的发热问题缘由
发布时间:2015-01-29 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
一般而言，在电源模块处于额定输入电压时，对其进行测试。当负载电流在没有负载至最大负载之间变化时，热电偶或热成像摄像头用于测量主要组件的温度，并在若干典型气流值(通常从 0 至 2.5 米/秒)时，进行数据采集。
在风道中，有时采用烟气对气流进行定性说明。如图 3 所示，受限测试设置模式减少了电源模块中丝状烟气的间距，这表明了与在模块前端测量得出的气流比较而言，整个模块中的气流速度已有所提高。而且，面对印刷电路板平行面的气流速度可从 1 米/秒提高至 2 米/秒。另外，采用这种方法的厂商认为，此种方法能模拟相应的卡架环境。
图3. 气流穿过 SOA 受限测试设置时的情形[1]。
SOA 未受限测试设置的情形如图 4 所示，此时，电源模块焊接于风道内的测试电路板上。这种设置没有面对印刷电路板的平行面。
图4. SOA 未受限测试设置方案。
SOA 未受限测试设置方案允许空一体成型电感气在模块上方流动而无需限制气流速度，而且这并没有像在受限测试设置方案中那样减少流通截面积(提高气流速度)。如图 5 所示，模块前端和模块表面的丝状烟气间距保持相对不变，这表明了穿过模块的气流速度与在模块前端测量得出的气流速度相同。另外，在受限测试设置方案中，穿过模块的气流速度更高，从而生成变化更为陡峭 (aggressive) 的 SOA 曲线(在给定的气流速度时，模块将会输出更大的电流)。
图5. 气流穿过 SOA 未受限测试设置时的情形[2]。
温度测量方法
共模电感温度测量对 SOA 曲线的准确性至关重要。为此，部分厂商建议，在印刷电路板上的某一点对温度进行测量。然而，通常情况下，这并非是电路中温度最高的一点。所以，出于共模电感对测量准确性方面的考虑，应直接对温度最高的组件进行测量(通常为 FET、控制 IC 以及磁性组件)，而且必须在组件的外壳或接头[3]对 FET(场效应晶体管)的温度进行监控。另外，大多数厂商采用自动测量方法来确定散热性能，这种测量方法通过在各种电源组件上设置热电偶来完成，这些电源组件包括 FET、磁性组件以及在程序控制的作用下能够监控多种组件的热摄像头。
热电偶之所以会影响小质量组件的测量工作，是因为其金属构造的影响——热电偶将传导与其接触组件上的热量，这样，致使更难以获取测量组件真正的散热状况。
而且，热电偶采用单点温度测量法。再者，由于热模式不易预测，因此并非总能清楚测量所需热电偶一体电感的安装位置。鉴于此，电源厂商将热电偶安装于多个点。另外，由于电源模块上将热电偶与各点相连的导线会妨碍穿过组件的气流，所以导致组件在更高的温度下运行。
电容器和电感器目前，许多厂商采用热(红外线)成像技术来协助设计和突出其产品特征。热成像摄像头为主要组件的温度测量提供了除热电偶之外的另一种选择。而且，热成像技术采用多点的方式来测量散热性能，这种测量技术既适用于受限测试设置方案，同时也适用于未受限测试设置方案。如图 4 所示，电源模块的热成像是通过风道一侧的窗口来拍摄完成。
热成像技术常用于电源组件可见的情况下，所以其能够测量各组件的表面温度。而且，所得成像可将模块的整体散热状况清楚的呈现出来，同时还能确定组件布局方面存在的问题以及应力过大的组件。再者，通过热成像，电源厂商还可评估冷却效果以及来自相邻散热片和组件的“影响”。
组件允许的最高温度
通过测量组件的表面温度，即可直接估算出组件内部的核心温度。同时，需要了解的还有半导体的结温以及磁性部件的绕组温度。另外，通过改变这些组件上设置的温度限额，即可改变模块的降额曲线，以及模块在特定环境温度时的额定输出大小和气流。
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