開關(guān)電源模塊常用的散熱方式
1、自然冷卻（是指通過空氣的自然流動(dòng)散熱）
自然冷卻方式是開關(guān)電源早期的傳統(tǒng)冷卻方式，這種方式主要是依靠自然的空氣流動(dòng)，通過空氣的傳導(dǎo)式散熱。換熱量Q=KA△t(K換熱系數(shù)，A換熱面積，△t溫度差)。當(dāng)整流器輸出功率增大時(shí)，其功率元件的溫度會(huì)上升，△t溫度差也增加，所以當(dāng)整流器A換熱面積足夠時(shí)，其散熱是沒有時(shí)間滯后，功率元件的溫差小，其熱應(yīng)力與熱沖擊小。但這種方式的主要缺點(diǎn)就是散熱片體積和重量大。變壓器的繞制為盡可能降低溫升，防止溫度的上升影響其工作性能，所以其材料選擇的裕量較大，變壓器的體積和重量也大。整流器的材料成本高，維護(hù)更換不方便。由于其對(duì)環(huán)境的潔凈度要求不高，目前對(duì)于小容量通信電源，在些小型專業(yè)通信網(wǎng)還有部分應(yīng)用，如電力、石油、廣電、軍隊(duì)、水利、國安、公安等。
2、風(fēng)扇冷卻 （也叫強(qiáng)制風(fēng)冷/通風(fēng)）
隨著風(fēng)扇制造技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)扇的工作穩(wěn)定性和使用壽命有較大的進(jìn)步，其平均無故障時(shí)間是5萬小時(shí)。
采用風(fēng)扇散熱后可以減去笨重的散熱器，使得整流器的體積和重量大大改善，原材料成本也大大降低。隨市場競爭的加劇，市場價(jià)格的下滑，這種技術(shù)已成為當(dāng)前的主要潮流。
這種方式的主要缺點(diǎn)是風(fēng)扇的平均無故障時(shí)間較整流器10萬小時(shí)時(shí)間短，若風(fēng)扇故障后對(duì)電源的故障率影響大。所以為保證風(fēng)扇的使用壽命，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是隨設(shè)備內(nèi)的溫度變化而變化的。其散熱量Q=Km△t(K換熱系數(shù)，m換熱空氣質(zhì)量，△t溫度差)。m換熱空氣質(zhì)量是和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相關(guān)，當(dāng)整流器輸出功率增大時(shí)，其功率元件的溫度會(huì)上升，而功率元件溫度的變化到整流器能將這種變化檢測(cè)到，再到增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速以加強(qiáng)散熱，在時(shí)間上是有很大滯后的。如果負(fù)載經(jīng)常突變，或者市電輸入波動(dòng)大，就會(huì)造成功率元件出現(xiàn)快速的冷熱變化，這種突變的半導(dǎo)體溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力與熱沖擊，會(huì)導(dǎo)致元件的不同材料部分產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。使之過早失效。
3、風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)合
由于環(huán)境溫度的變化和負(fù)載的變化，電源工作時(shí)的耗散熱能，采用風(fēng)扇和自然冷卻方式相結(jié)合可以更快的將熱能散發(fā)出去。這種方式在增加風(fēng)扇散熱的同時(shí)，可以減少散熱器面積，使得功率元件工作在相對(duì)穩(wěn)定的溫度場條件下，使用壽命不會(huì)因?yàn)橥獠織l件變換受影響。這樣不僅克服純風(fēng)扇冷卻對(duì)的功率元件散熱調(diào)節(jié)滯后的缺點(diǎn)，也了避免風(fēng)扇使用壽命低影響整流器的整體可靠性。尤其在機(jī)房的環(huán)境溫度很不穩(wěn)定的情況下，采用風(fēng)冷和自冷相結(jié)合的冷卻技術(shù)具有更好的冷卻性能。這種方式整流器的材料成本在純風(fēng)扇冷去和自然冷卻兩種方式之間，重量低，維護(hù)方便。
尤其在采用智能風(fēng)冷和自冷技術(shù)時(shí)，可以讓整流器在低負(fù)載工作條件下，模塊溫升小，模塊風(fēng)扇處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在高負(fù)載工作條件下，模塊升溫。模塊升溫超過55℃。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨溫度變化線性增長。風(fēng)扇故障在位檢測(cè)，風(fēng)扇故障后，風(fēng)扇故障限流輸出，同時(shí)故障報(bào)警。由于風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)度與負(fù)載大小相關(guān)，使得風(fēng)扇的使用壽命比純風(fēng)冷時(shí)要長，其可靠性也大大提高。
通信開關(guān)電源采用風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)合的冷卻方式，既能在環(huán)境溫度高的情況下，有效的降低整流器內(nèi)部的工作溫度，延長器件使用壽命，又能在環(huán)境溫度低及負(fù)載低的情況下，整流器的風(fēng)扇降低轉(zhuǎn)速工作，延長風(fēng)扇的使用壽命。采用散熱器散熱，其器件間距及爬電距離可相對(duì)較遠(yuǎn)，在高濕度的情況下，安全性能高。整流器體積較小、重量較輕，使維護(hù)工作變得輕松。
為COSEL保證通信開關(guān)電源的整流器的可靠穩(wěn)定工作，減少其工作溫升是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。采用智能風(fēng)冷和自冷相結(jié)合技術(shù)。具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，使用壽命長，可靠穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
4、熱傳導(dǎo)（散熱片散熱）
這種散熱方式是指通過一些導(dǎo)熱性能良好的金屬制品來傳導(dǎo)散熱，普遍用的較多的都是鋁合金散熱器，做成槽狀的外型，增加與空氣的接觸面積。目前，在使用電源模塊時(shí)基本都要使用這種散熱方式，特別是大功率的電源模塊必須要加散熱片。大功率的電源模塊一般都是灌封好的并帶鋁基板，散熱片一般都是緊貼著鋁基板來安裝。
而開關(guān)電源，因?yàn)闆]有鋁基板沒法安裝大的散熱片，大多都是采用風(fēng)冷的方式來散熱，但是大功率的開關(guān)電源，也會(huì)在發(fā)熱量大的功率器件周圍布置一些鋁合金散熱器來傳導(dǎo)散熱，像變壓器的旁邊，大電容的旁邊，MOS管的旁邊等。
有些時(shí)候，散熱片也會(huì)與風(fēng)扇配合起來使用，特別是在應(yīng)用超大功率的電源，因?yàn)楣β蚀笊崃扛叩臅r(shí)候。
自然冷卻方式是開關(guān)電源早期的傳統(tǒng)冷卻方式，這種方式主要是依靠自然的空氣流動(dòng)，通過空氣的傳導(dǎo)式散熱。換熱量Q=KA△t(K換熱系數(shù)，A換熱面積，△t溫度差)。當(dāng)整流器輸出功率增大時(shí)，其功率元件的溫度會(huì)上升，△t溫度差也增加，所以當(dāng)整流器A換熱面積足夠時(shí)，其散熱是沒有時(shí)間滯后，功率元件的溫差小，其熱應(yīng)力與熱沖擊小。但這種方式的主要缺點(diǎn)就是散熱片體積和重量大。變壓器的繞制為盡可能降低溫升，防止溫度的上升影響其工作性能，所以其材料選擇的裕量較大，變壓器的體積和重量也大。整流器的材料成本高，維護(hù)更換不方便。由于其對(duì)環(huán)境的潔凈度要求不高，目前對(duì)于小容量通信電源，在些小型專業(yè)通信網(wǎng)還有部分應(yīng)用，如電力、石油、廣電、軍隊(duì)、水利、國安、公安等。
2、風(fēng)扇冷卻 （也叫強(qiáng)制風(fēng)冷/通風(fēng)）
隨著風(fēng)扇制造技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)扇的工作穩(wěn)定性和使用壽命有較大的進(jìn)步，其平均無故障時(shí)間是5萬小時(shí)。
采用風(fēng)扇散熱后可以減去笨重的散熱器，使得整流器的體積和重量大大改善，原材料成本也大大降低。隨市場競爭的加劇，市場價(jià)格的下滑，這種技術(shù)已成為當(dāng)前的主要潮流。
這種方式的主要缺點(diǎn)是風(fēng)扇的平均無故障時(shí)間較整流器10萬小時(shí)時(shí)間短，若風(fēng)扇故障后對(duì)電源的故障率影響大。所以為保證風(fēng)扇的使用壽命，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是隨設(shè)備內(nèi)的溫度變化而變化的。其散熱量Q=Km△t(K換熱系數(shù)，m換熱空氣質(zhì)量，△t溫度差)。m換熱空氣質(zhì)量是和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速相關(guān)，當(dāng)整流器輸出功率增大時(shí)，其功率元件的溫度會(huì)上升，而功率元件溫度的變化到整流器能將這種變化檢測(cè)到，再到增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速以加強(qiáng)散熱，在時(shí)間上是有很大滯后的。如果負(fù)載經(jīng)常突變，或者市電輸入波動(dòng)大，就會(huì)造成功率元件出現(xiàn)快速的冷熱變化，這種突變的半導(dǎo)體溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力與熱沖擊，會(huì)導(dǎo)致元件的不同材料部分產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。使之過早失效。
3、風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)合
由于環(huán)境溫度的變化和負(fù)載的變化，電源工作時(shí)的耗散熱能，采用風(fēng)扇和自然冷卻方式相結(jié)合可以更快的將熱能散發(fā)出去。這種方式在增加風(fēng)扇散熱的同時(shí)，可以減少散熱器面積，使得功率元件工作在相對(duì)穩(wěn)定的溫度場條件下，使用壽命不會(huì)因?yàn)橥獠織l件變換受影響。這樣不僅克服純風(fēng)扇冷卻對(duì)的功率元件散熱調(diào)節(jié)滯后的缺點(diǎn)，也了避免風(fēng)扇使用壽命低影響整流器的整體可靠性。尤其在機(jī)房的環(huán)境溫度很不穩(wěn)定的情況下，采用風(fēng)冷和自冷相結(jié)合的冷卻技術(shù)具有更好的冷卻性能。這種方式整流器的材料成本在純風(fēng)扇冷去和自然冷卻兩種方式之間，重量低，維護(hù)方便。
尤其在采用智能風(fēng)冷和自冷技術(shù)時(shí)，可以讓整流器在低負(fù)載工作條件下，模塊溫升小，模塊風(fēng)扇處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在高負(fù)載工作條件下，模塊升溫。模塊升溫超過55℃。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨溫度變化線性增長。風(fēng)扇故障在位檢測(cè)，風(fēng)扇故障后，風(fēng)扇故障限流輸出，同時(shí)故障報(bào)警。由于風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)度與負(fù)載大小相關(guān)，使得風(fēng)扇的使用壽命比純風(fēng)冷時(shí)要長，其可靠性也大大提高。
通信開關(guān)電源采用風(fēng)扇和自然冷卻相結(jié)合的冷卻方式，既能在環(huán)境溫度高的情況下，有效的降低整流器內(nèi)部的工作溫度，延長器件使用壽命，又能在環(huán)境溫度低及負(fù)載低的情況下，整流器的風(fēng)扇降低轉(zhuǎn)速工作，延長風(fēng)扇的使用壽命。采用散熱器散熱，其器件間距及爬電距離可相對(duì)較遠(yuǎn)，在高濕度的情況下，安全性能高。整流器體積較小、重量較輕，使維護(hù)工作變得輕松。
為COSEL保證通信開關(guān)電源的整流器的可靠穩(wěn)定工作，減少其工作溫升是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。采用智能風(fēng)冷和自冷相結(jié)合技術(shù)。具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，使用壽命長，可靠穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
4、熱傳導(dǎo)（散熱片散熱）
這種散熱方式是指通過一些導(dǎo)熱性能良好的金屬制品來傳導(dǎo)散熱，普遍用的較多的都是鋁合金散熱器，做成槽狀的外型，增加與空氣的接觸面積。目前，在使用電源模塊時(shí)基本都要使用這種散熱方式，特別是大功率的電源模塊必須要加散熱片。大功率的電源模塊一般都是灌封好的并帶鋁基板，散熱片一般都是緊貼著鋁基板來安裝。
而開關(guān)電源，因?yàn)闆]有鋁基板沒法安裝大的散熱片，大多都是采用風(fēng)冷的方式來散熱，但是大功率的開關(guān)電源，也會(huì)在發(fā)熱量大的功率器件周圍布置一些鋁合金散熱器來傳導(dǎo)散熱，像變壓器的旁邊，大電容的旁邊，MOS管的旁邊等。
有些時(shí)候，散熱片也會(huì)與風(fēng)扇配合起來使用，特別是在應(yīng)用超大功率的電源，因?yàn)楣β蚀笊崃扛叩臅r(shí)候。
| 【上一個(gè)】 開關(guān)變壓器雙重保護(hù)的方法 | 【下一個(gè)】 開關(guān)電源選擇及使用時(shí)的注意事項(xiàng) |
| ^ 開關(guān)電源模塊常用的散熱方式 |