浅谈电源的散热设计

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1、第35卷，增刊红外与激光工程2006年10月V01．35Supple腓mhl胁red柚dLaserEnginee血goct．2006浅谈电源的散热设计付大华，付大文，佟尚锋(东北电子技术研究所，辽宁锦州121000)摘要：电源变压器、整流二极管、开关V．MOs管等都是电源的主要器件。在加电过程中，如果这些器件产生的热量过高，就会造成器件不能正常工作，甚至毁坏电源。因此，电源的散热设计是保证电源正常工作的重要因素之一。在分析热源产生、热能传递基础上，着重探讨了电源的散热设计。关键词：电源机箱；热源；散热设计中图分类号：1M924．1文献标识码：A文章编号：1

2、007-2276(2006)增E-0221—06The珊aldesign0fpowersupplyFUDa-11ua，FUDa-wen，ToNGSh锄g-fj姐g斟叫be鹊t黜∞眦hIns虹mteofElcc仃D面c．Ibhllolog弘Jillzhou12l伽na血a)Abs咖ct：Powersupply仃aIlsfonner'coIIl】mutediode锄dswitchV-MOStIlbearetllenlainpanofapparatusiIlpowersupply．Duringpoweron，ifthesepartof印paratusproduc

3、equitequantityofheat，tlleyc锄’tworkproperlyoreVendes仃0ypowersupply．Thereforethe咖aldesignOfpowersupplyisoneoftlleimpOrtancef砬torofpowersupplyworI(ingno咖ally．nlis枷cleaIlalysedtllesourceofheat，me仃锄sferofheatene唱y'discussedtllemlaldesignofpowersupply．Key啊rorIls：Powersupplyca∞s；Source0f

4、h优；nemlaldesi弘O引育在电源中，热量都是由电能转换来的：电流流过电子元器件、连接线和连接点产生的热能损失，变压器铁心的磁滞损耗，交变磁场、交变电场产生的涡流损耗和介质损耗等，将产生大量的热量，集中在机箱内，迫使机箱温度升高。如果没有良好的散热措施，当机箱温度超过元器件的允许温度时，电源的输出将产生很大的漂移，效率降低，甚至烧毁电源。由于电源为各种电子设备提供能量，因此，其散热设计非常重要，这是确保电源正常供电的关键。在散热设计过程中，根据具体情况，，选择合适的途径将热量传递出去，以达到元器件降温的目的，从而提高电源工作可靠性，延长其使用寿命。收

5、藕日期：2006m8．14作者简介：付大华(19r72-)，男，辽宁锦州人，满族，工程师，主要从事机电设计及工艺方面的研究。红外与激光工程：光电子器件技术第35卷1电源元器件的热设计1．1大功率量体蕾的散热设计在电源中，功率晶体管如功率二极管、功率三极管、功率MOSE管、可控硅、集成稳压器等的功耗是电能转成热能的主要来源，其中绝大部分热能又是功率晶体管结温产生的。假设功率晶体管的集电极功耗全部转化为热量，则总热阻冠A可写成：R{A=△刀Pc(1)式中：Pc为集电极功耗，w；△r为芯片温度与环境温度之差，℃。尺jA总热阻，℃／w，包括以下几部分：如。为结到外

6、壳的热阻；尺如。为外壳到外表面的热阻；尺触为外表面到周围空气的热阻，且1／如sA=l／‰+1／尺舭；尺acA为外壳到周围空气的热阻。由于管壳直接散发到空气中的热量要比经散热器到空气中的热量少得多，即尺aCA≤尺如。+风枞，所以R臼cA可以忽略不计，则结温五为：乃=z'A+僻巧。+尺如。+尺瑰A)=取+尺jA×Pc(2)式中：正为结温，℃；致为周围环境温度，℃。大功率晶体管所允许的功耗为：只=(乃一孔)／僻翻。+足先。+凰蚺)(3)当已知集电极功耗后，可用下列各式近似估算各个热阻：尺功。=(乃一％)，Pc(4)詹如。=(死一瓦)，Pc(5)尺夙A=(死一孔．

7、)，Pc(6)对大功率晶体管来说，为达到散热目的，只靠引线和管壳散热是不能满足散热要求的，还必须加散热片。大功率晶体管的热传导结构如图1(a)所示，和热路图如图l(b)所示。卜叫只瓦正图1大功率晶体管的热传导结构和热路图Fig．1Hea￡exch锄ges舡uctIlrc锄dheat-pamoflli曲一power廿ansis衙对于不同形式的封装半导体器件，其热阻有不同的数值，表1为几种常见半导体器件封装外壳的热阻。裹1几种常见半导体暑件封装外壳的热阻Thb．1Ij【朗t-blockofseIniconductorapparatusencapsula60nc

8、rIIst增刊付大华等：浅谈电源的散热设计223续裹11．2大功率