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詳解開關(guān)電源之PCB電路板散熱技巧(三)
來源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時間:2019-08-17 點擊量:1280
本文繼續(xù)接著來說說開關(guān)電源之PCB電路板散熱技巧:
開關(guān)電源之PCB電路板選材
(1)印制板的導(dǎo)線由于通過電流而引起的溫升加上規(guī)定的環(huán)境溫度應(yīng)不超過 125 ℃(常用的典型值。根據(jù)選用的板材可能不同)。由于元件安裝在開關(guān)電源之印制板上也發(fā)出一部分熱量,影響工作溫度,選擇材料和印制板設(shè)計時應(yīng)考慮到這些因素,熱點溫度應(yīng)不超過 125 ℃。盡可能選擇更厚一點的覆銅箔。
( 2 )特殊情況下可選擇鋁基、陶瓷基等熱阻小的板材。
(3) 采用多層板結(jié)構(gòu)有助于 PCB 熱設(shè)計。
開關(guān)電源之PCB電路板保證散熱通道暢通
(1)充分利用開關(guān)電源之元器件排布、銅皮、開窗及散熱孔等技術(shù)建立合理有效的低熱阻通道,保證熱量順利導(dǎo)出 PCB。
(2)散熱通孔的設(shè)置 設(shè)計一些散熱通孔和盲孔,可以有效地提高散熱面積和減少熱阻,提高電路板的功率密度。在開關(guān)電源之電路生產(chǎn)過程中焊錫將其填充,使導(dǎo)熱能力提高,電路工作時產(chǎn)生的熱量能通過通孔或盲孔迅速地傳至金屬散熱層或背面設(shè)置的銅泊散發(fā)掉。在一些特定情況下,專門設(shè)計和采用了有散熱層的電路板,散熱材料一般為銅/鉬等材料,如一些模塊開關(guān)電源上采用的印制板。
(3)導(dǎo)熱材料的使用 為了減少熱傳導(dǎo)過程的熱阻,在高功耗器件與基材的接觸面上使用導(dǎo)熱材料,提高熱傳導(dǎo)效率。
(4)工藝方法 對一些雙面裝有器件的區(qū)域容易引起局部高溫,為了改善散熱條件,可以在焊膏中摻入少量的細(xì)小銅料,再流焊后在器件下方焊點就有一定的高度。使器件與印制板間的間隙增加,增加了對流散熱。
開關(guān)電源之PCB電路板之元器件的排布要求
(1)對 PCB進(jìn)行軟件熱分析,對內(nèi)部最高溫升進(jìn)行設(shè)計控制;
(2)可以考慮把發(fā)熱高、輻射大的元件專門設(shè)計安裝在一個開關(guān)電源之印制板上;
(3)板面熱容量均勻分布,注意不要把大功耗器件集中布放,如無法避免,則要把矮的元件放在氣流的上游,并保證足夠的冷卻風(fēng)量流經(jīng)熱耗集中區(qū);
(4)使傳熱通路盡可能的短;(5)使傳熱橫截面盡可能的大;
(6)開關(guān)電源之元器件布局應(yīng)考慮到對周圍零件熱輻射的影響。對熱敏感的部件、元器件(含半導(dǎo)體器件)應(yīng)遠(yuǎn)離熱源或?qū)?/span>其隔離;
(7)(液態(tài)介質(zhì))電容器的最好遠(yuǎn)離熱源;(8)注意使強迫通風(fēng)與自然通風(fēng)方向一致;
(9)附加子板、器件風(fēng)道與通風(fēng)方向一致;(10)盡可能地使進(jìn)氣與排氣有足夠的距離;
(11)發(fā)熱器件應(yīng)盡可能地置于產(chǎn)品的上方,條件允許時應(yīng)處于氣流通道上;
(12)熱量較大或電流較大的元器件不要放置在印制板的角落和四周邊緣,只要有可能應(yīng)安裝于散熱器上,并遠(yuǎn)離其他器件,并保證散熱通道通暢;
(13)(小信號放大器外圍器件)盡量采用溫漂小的器件;(14)盡可能地利用金屬機箱或底盤散熱。
開關(guān)電源之PCB電路板之布線時的要求
(1)板材選擇(合理設(shè)計印制板結(jié)構(gòu));(2)開關(guān)電源之PCB電路板布線規(guī)則;
(3)根據(jù)器件電流密度規(guī)劃最小通道寬度;特別注意接合點處通道布線;
(4)大電流線條盡量表面化;在不能滿足要求的條件下,可考慮采用匯流排;
(5)開關(guān)電源之PCB電路板要盡量降低接觸面的熱阻。為此應(yīng)加大熱傳導(dǎo)面積;接觸平面應(yīng)平整光滑,必要時可涂覆導(dǎo)熱硅脂;
(6)熱應(yīng)力點考慮應(yīng)力平衡措施并加粗線條;
(7)散熱銅皮需采用消熱應(yīng)力的開窗法,利用散熱阻焊適當(dāng)開窗;
(8)視可能采用表面大面積銅箔;
(9)對開關(guān)電源之PCB電路板上的接地安裝孔采用較大焊盤,以充分利用安裝螺栓和印制板表面的銅箔進(jìn)行散熱;
(10)盡可能多安放金屬化過孔, 且孔徑、盤面盡量大,依靠過孔幫助散熱;(11)器件散熱補充手段;
(12)采用表面大面積銅箔可保證的情況下,出于經(jīng)濟(jì)性考慮可不采用附加散熱器的方法;
(13)根據(jù)器件功耗、環(huán)境溫度及允許最大結(jié)溫來計算合適的表面散熱銅箔面積(保證原則tj≤(0.5~0.8
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