使用RO轉(zhuǎn)換器進(jìn)行良好散熱設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

熱管理是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的重要組成部分。RO模塊的出色設(shè)計(jì)使熱量管理相對容易。它們的高轉(zhuǎn)換效率最大程度地減少了必要的冷卻，而其小巧的封裝和較大的熱界面可同時減小系統(tǒng)尺寸和成本，并大大提高了可靠性。本應(yīng)用筆記介紹了一些使用RO轉(zhuǎn)換器進(jìn)行良好散熱設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。

模塊損耗

AC / DC和DC / DC模塊將輸入電源的功率轉(zhuǎn)換為適合給定應(yīng)用的穩(wěn)壓電源。雖然RO的轉(zhuǎn)換效率很高，但效率并不理想，并且一些輸入功率會因模塊中的熱量而損失掉。可以從以下方程式計(jì)算得出：

所有熱管理設(shè)計(jì)的第一步就是估算最壞情況下的功耗?？梢詮哪夸浿薪o出的模塊效率圖進(jìn)行估算；或?qū)τ趫D表未涵蓋的條件，可以直接進(jìn)行測量。

散熱

• 轉(zhuǎn)移機(jī)制

RO轉(zhuǎn)換器通過模塊的底板散熱?；鍩?a href="http://wenjunhu.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合到所有內(nèi)部組件并與所有內(nèi)部組件電氣隔離。良好的散熱設(shè)計(jì)的目標(biāo)是將熱量從底板傳遞到外界。從而將底板溫度保持在最大額定值以下。

通過三種基本方式將熱能從溫暖的物體傳遞到寒冷的物體：

• 對流–通過液體或氣體介質(zhì)進(jìn)行的能量傳遞。
• 傳導(dǎo)–通過固體介質(zhì)進(jìn)行的能量傳遞。
• 輻射–主要通過紅外波長，在不同溫度的質(zhì)量之間進(jìn)行能量傳遞。

雖然這三種傳遞機(jī)制都會出現(xiàn)在每種應(yīng)用中，但對流是大多數(shù)情況下傳熱的主要手段。但是，應(yīng)考慮所有三種傳輸方式，以確保冷卻設(shè)計(jì)成功。

• 基板到散熱器的接口

在許多應(yīng)用中，熱量將從模塊傳導(dǎo)到散熱器，然后通過上述三種機(jī)制之一進(jìn)行冷卻。散熱器和基板之間的界面可以建模為與耗散功率流串聯(lián)的“熱阻”。如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，界面上的溫差可能會很大。這些措施包括控制兩個表面的平整度，并使用填充材料，例如導(dǎo)熱膠或Grafoil?。如果進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖o(hù)理，則界面上的熱阻可能會以每瓦特2瓦小于0.8°C；對于3.6英寸x 2.4英寸模塊，該值小于0.09°C / Watt。

• 對流冷卻

對流冷卻是迄今為止最流行的冷卻形式。在對流冷卻系統(tǒng)中，熱能通過直接接觸或通過連接到模塊底板的散熱器從模塊傳遞到附近的空氣中。對流冷卻的熱模型如圖10a所示?；鍦囟热Q于內(nèi)部功耗，從基板到環(huán)境空氣的總熱阻以及環(huán)境溫度。如前所述，可以使界面電阻最小化。散熱片對空氣的阻力取決于多種因素，包括散熱片材料，幾何形狀和表面光潔度。以及空氣溫度，空氣密度和空氣流速。幸運(yùn)的是，熱阻數(shù)據(jù)適用于各種標(biāo)準(zhǔn)散熱器（來自RO，Aavid，Thermaloy等）用于對流冷卻應(yīng)用。對流冷卻通常分為兩種類型：自然對流和強(qiáng)制空氣對流。

對流冷卻系統(tǒng)的熱模型。

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