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电源模块的可靠性设计有何秘籍?为你揭晓

发布日期:2019-03-07 10:48,查看次数:35

  现在电源模块的体积越来越小,功率密度越来越高,并且模块的工作环境也愈发恶劣,其高低温设计、热设计以及应力问题逐渐引起了各位工程师的重视。电源模块的可靠性设计有何秘籍?本文为你揭晓。

  对于一个电源模块来说,首先要满足输入电压范围、额定功率、隔离耐压、效率、纹波&噪声等输入输出特性满足使用要求。

  高低温测试

  一般在不同的使用领域,对电源模块的工作温度范围要求不同:

  高低温测试被用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性。

  电源模块低温和高温工作常常会造成以下现象:

  工作振荡,输出电压纹波和噪声变大,频率发生改变,严重的甚至输出电压跳变;启动不良,如启动时输出电压升上波形有明显掉沟,输出电压不稳定,甚至模块完全启动失效;带容性负载能力减弱,无法带最大容性负载启动;启动时输出电压过冲幅度变大,超出规定范围;高温老化损坏,模块没有输出。

  热设计

  电源模块的热设计,简单来说就是:通过热设计在满足性能要求的前提下尽可能减少模块内部产生的热量,减少热阻,选择合理的冷却方式。发热元器件要尽可能使其分散布局。设计PCB板时要保证印制线的载流容量,印制线的宽度必须适于电流的传导。对于大功率的贴片元器件,可以采用大面积敷铜箔的方式,以加大PCB的散热面积。电源模块内部可通过填充导热硅胶和树脂等来降低模块内部元器件的温升。对于体积较大的电源模块,可以使用散热片进行散热,改善散热效果。

  降额设计

  所谓的降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。

  由于电源模块越趋于小型化,功率密度相应越来越高,电源模块有关热设计方面的问题尤其突出。特别是对使用有电解电容的电源模块,高温会使电解电容的电解液加速消耗,大大减少电解电容的寿命。高温会使元器件材料加速老化。良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,还可使整个产品发热均匀,减少故障的发生。

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