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168体育:工程师该如何保障电源模块的高低温性能?

发布时间:2020-12-28    来源:168体育资讯2254

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【168体育平台】现在电源模块的体积更加小,功率密度也更加低,并且模块的工作环境也越发险恶,其高低温设计、热设计以及形变问题渐渐引发了各位工程师的推崇。电源模块的可靠性设计有何秘籍?本文为你入围。对于一个电源模块来说,首先要符合输出电压范围、额定功率、隔绝耐压、效率、纹波和噪声等输入输出特性符合用于拒绝。

而在这之后各位工程师最经常注目的参数乃是其高低温性能了。高低温测试一般在有所不同的用于领域,对电源模块的工作温度范围拒绝是有所不同的:高低温测试被用来确认产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性。因为元器件的特性在低温、高温的条件持续性再次发生一定的变化,性能参数具备温度飘移特性。所以往往很多电源模块在常温条件下没问题,但获得高低温环境测试就找到工作不长时间或者性能参数显著上升。

电源模块低温和高温工作经常不会导致以下现象:工作波动,输入电压纹波和噪声逆大,频率再次发生转变,相当严重的甚至输入电压跳变,模块啸叫;启动不当,168体育平台如启动时输入电压升上波形有显著丢弃沟,输入电压不平稳,甚至模块几乎启动过热;带上容性阻抗能力弱化,无法带上仅次于容性阻抗启动;启动时输入电压过冲幅度逆大,远超过规定范围;牵引或装载工作时输入电压明显降低;高温老化损毁,模块没输入;热设计电源模块的热设计,非常简单来说就是:通过热设计在符合性能拒绝的前提下尽可能减少模块内部产生的热量,增加热阻,自由选择合理的加热方式。痉挛元器件要尽量使其集中布局。设计PCB板时要确保印制线的载流容量,印制线的宽度必需适合于电流的传导。

对于大功率的贴片元器件,可以使用大面积的屋铜箔的方式,以增大PCB的风扇面积。电源模块内部可通过填满导电硅胶和树脂等来减少模块内部元器件的温升。

对于体积较小的电源模块,可以用于散热片展开风扇,减少对流和电磁辐射的表面积从而大大地提高了电子器件的风扇效果。图中展出的是仍未灌封的某电源模块,常温长时间工作后使用红外热成像仪测试其表面温度。

其中MOS管常温不溪边封测算的最低温度为85.5℃,然后使用热电偶因应数据采集仪对填满灌封胶的成品在高温条件下测试其各种情况下的温度,最低为97.2℃,对于最低温度为175℃的MOS管,其温度降额符合Ⅰ级降额,性能堪称是较为出色的。降额设计所谓的降额设计是使零部件的用于形变高于其额定形变的一种设计方法。将元器件展开降额用于使电子元器件的工作形变必要高于其规定的额定值,明确降额等级可以参照《国家军用标准——元器件降额准则GJB/Z35-93》,一般可分为三个降额等级:形变设计对于电源模块的形变设计,重点注目场效应管(MOS管)、二极管、变压器、功率电感、电解电容、限流电阻等。

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确保仅有电压范围内在稳态、瞬态、短路等各种无限大条件下都能有充足的降额,以确保产品的可靠性。例如对于某Vds最低电压为100V的MOS管,作为电源模块的主功率电源管,测算其在最低输出电压下的各种状态(如图1~3右图),最低Vds=67.2V,降额因子0.672,符合Ⅰ级降额,余量很充裕。图1稳态工作时MOS管波形Vds_max=57.2V图2输入短路时MOS管波形Vds_max=67.2V图3起机瞬态时MOS管波形Vds_max=59V由于电源模块就越渐趋小型化,功率密度适当更加低,电源模块有关热设计方面的问题特别是在引人注目。尤其是对用于有电解电容的电源模块,高温不会使电解电容的电解液加快消耗,大大减少电解电容的寿命。

高温不会使元器件材料加快老化,例如使得变压器漆包线的绝缘特性减少,造成绝缘耐压不当甚至导致匝间短路。较好的热设计不仅可延长电源模块和其周围元器件的使用寿命,还可使整个产品痉挛均匀分布,增加故障的再次发生。ZLG自律研发、生产的隔绝电源模块最迟20年的行业累积,目前产品具备长输出电压范围,隔绝1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,PCB形式多样,相容国际标准的SIP、DIP等PCB。

同时ZLG为确保电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配有最先进设备、齐全的测试设备,全系列隔绝DC-DC电源通过原始的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分简单险恶的工业现场,为用户获取平稳、可信的电源隔绝解决方案。如有任何疑惑,加到小Z微信号,或者电话ZLG定远电子官方技术热线.-168体育平台。

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