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你知道3D打印機電源等開關(guān)電源的熱設(shè)計嗎？

來源：發(fā)布時間：2019-05-15 點擊量：1121

你知道3D打印機電源等開關(guān)電源的熱設(shè)計嗎？

現(xiàn)代化的進(jìn)程進(jìn)步得讓人目瞪口呆，任何電子產(chǎn)品的發(fā)展也是同樣，你知道嗎，關(guān)于3D打印機電源等開關(guān)電源的熱設(shè)計嗎？今天本文就來敘敘，請看下面。

3D打印機電源等開關(guān)電源內(nèi)部過高的溫升將會導(dǎo)致溫度敏感的半導(dǎo)體器件、電解電容等元器件的失效。當(dāng)溫度超過一定值時，失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。完整的熱設(shè)計包括兩個方面：一如何控制發(fā)熱源的發(fā)熱量;二如何將熱源產(chǎn)生的熱量散出去。

控制 3D打印機電源等開關(guān)電源發(fā)熱量的設(shè)計
3D打印機電源等開關(guān)電源中主要的發(fā)熱元器件為半導(dǎo)體開關(guān)管、功率二極管、高頻變壓器、濾波電感等。不同器件有不同的控制發(fā)熱量的方法。功率管是高頻開關(guān)電源中發(fā)熱量較大的器件之一，減小它的發(fā)熱量，不僅可以提高功率管的可靠性，而且可以提高開關(guān)電源的可靠性，提高平均無故障時間(MTBF)。開關(guān)管的發(fā)熱量是由損耗引起的，開關(guān)管的損耗由開關(guān)過程損耗和通態(tài)損耗兩部分組成，減小通態(tài)損耗可以通過選用低通態(tài)電阻的開關(guān)管來減小通態(tài)損耗;開關(guān)過程損耗是由于柵電荷大小及開關(guān)時間引起的，減小開關(guān)過程損耗可以選擇開關(guān)速度更快、恢復(fù)時間更短的器件來減少。但更為重要的是通過設(shè)計更優(yōu)的控制方式和緩沖技術(shù)來減小損耗，如采用軟開關(guān)技術(shù)，可以大大減小這種損耗。減小功率二極管的發(fā)熱量，對交流整流及緩沖二極管，一般情況下不會有更好的控制技術(shù)來減小損耗，可以通過選擇高質(zhì)量的二極管來減小損耗。對于變壓器二次側(cè)的整流可以選擇效率更高的同步整流技術(shù)來減小損耗。對于高頻磁性材料引起的損耗，要盡量避免趨膚效應(yīng)，對于趨膚效應(yīng)造成的影響，可采用多股細(xì)漆包線并繞的辦法來解決。

3D打印機電源等開關(guān)電源的散熱設(shè)計
MOS管導(dǎo)通時有一定的壓降，也即器件有一定的損耗，它將引起芯片的溫升，但是器件的發(fā)熱情況與其耐熱能力和散熱條件有關(guān)。由此，器件功耗有一定的容限。它必須在器件的耐熱能力和散熱條件之間取得平衡。

3D打印機電源等開關(guān)電源的散熱有三種基本方式：熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對流。根據(jù)散熱的方式，可以選自然散熱：加裝散熱器;或選擇強制風(fēng)冷：加裝風(fēng)扇。加裝散熱器主要利用熱傳導(dǎo)和熱對流，即所有發(fā)熱元器件均先固定在散熱器上，熱量通過傳導(dǎo)方式傳遞給散熱器，散熱器上的熱量再通過能流換熱的方式由空氣傳遞熱量，進(jìn)行散熱。

3D打印機電源等開關(guān)電源的散熱仿真
散熱仿真是開發(fā)電源產(chǎn)品以及提供產(chǎn)品材料指南一個重要的組成部分。優(yōu)化模塊外形尺寸是終端設(shè)備設(shè)計的發(fā)展趨勢，這就帶來了從金屬散熱片向 PCB 覆銅層散熱管理轉(zhuǎn)換的問題。當(dāng)今的一些模塊均使用較低的開關(guān)頻率，用于開關(guān)模式電源和大型無源組件。對于驅(qū)動內(nèi)部電路的電壓轉(zhuǎn)換和靜態(tài)電流而言，線性穩(wěn)壓器的效率較低。

隨著功能越來越豐富，性能越來越高，設(shè)備設(shè)計也變得日益緊湊，這時IC級和系統(tǒng)級的散熱仿真就顯得非常重要了。

一些應(yīng)用的工作環(huán)境溫度為 70 到 125℃，并且一些裸片尺寸車載應(yīng)用的溫度甚至高達(dá) 140℃，就這些應(yīng)用而言，系統(tǒng)的不間斷運行非常重要。進(jìn)行電子設(shè)計優(yōu)化時，上述兩類應(yīng)用的瞬態(tài)和靜態(tài)最壞情況下的精確散熱分析正變得日益重要。

歡迎來了解更多關(guān)于3D打印機電源等開關(guān)電源的散熱設(shè)計的內(nèi)容，希望能幫到點大家對開關(guān)電源的深入了解上又更近一步。

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