技术帝解析：大功率模块电源的散热问题

由于大功率模块经常处于高功率运行中，所以对散热的要求很高。很多设计师都会采用增加散热器或者改进一下封装形式来加强散热。本文主要讲解的就是采用的增装风机这种散热方式，如何设置和选择才能散热高效率？本文就来一一解析。

散热性能差异的原因

大功率的模块电源通常的工作运行过程中，容易出现模块温度过高发热的情况，因此在研发过程中能否对散热性能提供有效保障就成为了摆在研发部门面前的重要问题之一，选用合适的散热器也就成为了研发过程中的重中之重。那么，大功率的电源模块散热性能为什么会出现较大的差异？散热器的选择对于散热效果都有哪些影响呢？

首先，散热器翅片长度会造成散热性能的差异问题。在研发过程中，适当增加散热器的翅片长度适可以有效减小电源模块的器件结温，但是过分增加翅片长度并不能确保热量传导至散热器翅片的末端，反而使散热器重量增加太多。一般认为，散热器的翅片程度和基座宽度比例接近1时，传热效果较好。

再者，散热器翅片厚度的选择也同样会影响模块的散热性能。在正常运行的情况下，由于导热主要是沿着电源模块的散热器翅片纵向方向传递，因而翅片的厚度对于散热器热性能没有太大的影响，翅片厚度的增加并没有使热源结温降低很多，反而增加了散热器的重量。为了保证散热器翅片的硬度且易于加工，翅片硬度不能太薄，工程上一般会将散热器翅片的厚度规定在≥1mm左右。

除了上面提到的两点之外，散热器翅片个数也同样会影响到模块电源的散热性能。在模块正常工作的前提下，随着翅片数目的增多，热源结温会有所降低。但是超过某一数值之后，随着翅片的增多，器件结温不但没有明显变化反而散热器的重量会明显增加。同时，翅片数目增加有时还要考虑器件安装的问题，有的器件安装在散热器两翅片之间，如果翅片数太多，器件是不容易安装在散热器上的，因而工程师千万不能盲目增加翅片的数目。

风机选择对散热的影响

大功率的模块电源由于长时间处于高功率运行状态中，因此对于模块散热的要求要比普通的电源模块更高。在设计中，工程师常常会选择增加散热器或改进封装形式等方式，提升电源模块的散热性能，而增装风机也同样是一种比较有效散热的方式。那么，选择什么风量的风机、如何设置风机才能有效散热呢？

在大功率的模块电源工作过程中，其系统中的风机风量是影响电源散热效果的主要因素之一。在进行新产品设计的过程中，工程师对于风量的选择需要依据电子设备元器件发出的热功率的大小来确定。而为了保证电子设备的正常工作，通常情况下空气出口的温度以不超过70摄氏度为最佳。

在进行风机的设置时，工程师也同样是需要仔细计算的。在电源模块进行散热的过程中，由于整机的风量受风道静压的影响，所设置的风机不可能工作在最大风量处，因此，风机特性曲线和风道特性曲线的交点就是风机的最佳工作点，这个交点是需要工程师仔细依据公式进行计算。但是需要注意的一点是，在电源模块的设计过程中，风机的选择并不是风量越大越好，而是需要综合考虑设备的体积封装、能耗以及噪音、振动等问题。