当前位置：首页 > 技术先锋
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]部分厂商通过将组件内部温度限额调至正常值以上而将其模块的额定值提高——这将有助于提高散热等级。例如，一家厂商会将结温设置在接近于组件最大绝对额定温度的条件下，运行 FET，而另一家厂商则会将结温限制在一个较低、更为保守的数值范围内。这些相反的设计条件会对电源模块的整体性能和可靠性产生重大影响。例如，如果 FET 的运行温度从 115°C 提高至 125°C，同时其他所有的运行条件保持不变，那么模块的可靠性 MTBF 等级将从 929,368 小时 (1076 FIT)变为 822,368 小时(1216 FIT)[4]。
厂商通过采用这些更高的额定电感器的功能和用途值，从而在产品说明书上宣扬其产品优越的散热性能。而厂商所宣称的这些性能以及产品说明书内页上的 SOA 曲线图使设计人员相信，他们自己就可以实现该模块在更高的温度下在其系统中可靠的运行。然而，设计人员却没有意识到，如果在这些运行条件下，持续使用该电源模块，那么模块的使用寿命将会缩短。
哪一种 SOA 测试设置方案更为可取?
测量散热性能的方法之所以无对错之分，是因为每一种方法都有其独特的优势。例如，从受限测试设置方案中获取的 SOA 曲线只能适用于与此测试设置相类似的环境中，而从未受限测试设置方案中获取的 SOA 曲线的适用范围更广。另外，由于在许多实际应用过程中并未采用设置气流限制的并行电路板，所以未受限测试设置方案为最保守的方法。
除了 SOA 测试设置之外，还有许多其他因素会影响测试结果。首先，气流是通过风速计测量得出的，还是通过容积计算得出的?但是，用于在模块前端直接测量气流的热线风速计能确保气流测算的准确性最高。其次，气流形式是扰动的，还是分层的?而分层气流属于更为保守的方法。
目前，部分 DC/DC 电源模块既有水平封装形式，也有垂直封装形式。其中一些安装方位能实现较好的散热性能，这些性能一体成型电感通常会在模块产品说明书中予以标明。但是，设计人员必须了解其他安装方位的散热性能，并了解降额曲线是基于最佳方位还是最差方位测算得出的。
散热测试结果评价
虽然大多数散热性能通过采用散热成像摄像头中的数据计算得出，但是实际的测试设置和测量方法会对测量结果产生重大影响。图 6 和图 7 显示了隔离式四分之一砖型电源模块的一组热降额曲线，该模块在电流为 30A 时的额定输出电压为 3.3V。未受限散热测量方法用于生成如图 6 所示的热降额曲线，而受限散热测量方法用于生成如图 7 所示的热降额曲线。在两种测试设置方案中，最高组件温度、安装方位以及气流方向都相同。[5]
图6. 源自未受限测量方法的热降额曲线。
图7. 源自受限测量方法的热降额曲线。
当温度为 70°C、气流速度为 1.0米/秒(200lfm)时，未受限设置方案中的降额曲线表明，模块应在最大电流为 18A 的条件下运行(如图 6 所示);而在气流受限设置的情况下测量同一模块时，降额曲线表明，模块可在最大电流达 23A 的条件下运行(如图 7 所示)。因此，如果系统设计人员的产品配置与受限设置不一致，将导致重大的风险——模块的内部组件将在比厂商推荐标准高得多的温度下运行，从而可能在以后引发可靠性方面的问题。
总结
系统设计人员常电感器厂家常发现产品说明书首页上的输出电流额定值与热降额曲线图所示的实际输出电流不一致，这种状况导致产品比较工作相当困难。而且，产品说明书首页上特别标注的项目也未提及测量降额曲线的测试条件。这就是为什么在进行散热性能的比较前，设计人员必须查看产品说明书的内页。在许多情况下，电源模块实际能输出的电流通常低于厂商在产品说明书首页中载明的数值。这种情况主要是由于测试设置和运行条件的差异造成的。
首先，为了弄清楚模块的散热性能，系统设计人员必须明确是采用热成像摄像头，还是热电偶来进行温度测量。其次，系统设计人员还必须弄清楚是在印刷电路板的单点测量温度，还是出于对更高准确性的考虑，直接在诸如 FET、控制 IC 以及磁性部件等多组件处测量温度。再者，就是弄清楚散热测试设置模式。部分厂商采用未受限设置方案;而其他一些厂商采用受限设置方案——从而生成变化更为陡峭的 SOA 曲线。最后，系统设计人员必须弄明白当评价散热性能时，厂商是否允许内部组件的温度接近或塑封电感达到最大温度限额。
高性能、高能效的IGBT随着国际汽油价格的不断攀升，运输成本和所有其他能源生产成本也随着石油价格的上涨而不断增大。同时，人们对电力的需求也达到了一个前所未有的高度。同样糟糕的是，石化产品的价格也不可避免地提高了，导致广大电子
一种基于DC/DC软开关技术的充电机在铁路辅助电作者Email: flyfang2008@sohu.com摘要：本文首先介绍了软开关和硬开关的基本知识，然后给出电气列车辅助电源最新10KVA充电机的主电路设计，介绍并分析了此种新型充电机软开关的实现
12Vdc的荧光灯驱动电路12Vdc的荧光灯驱动电路-12VDC Fluorescent Lamp DriverA number of people have been unable to find the transform
- 上一篇：医疗影像和家用医疗设备的设计趋势
- 下一篇：四相调制(QPSK)发射机的设计方案
