開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化哪有些要特別注意的？
發(fā)布時(shí)間：2020-04-26 11:45:17 瀏覽：2016
針對(duì)一個(gè)開(kāi)關(guān)電源來(lái)講，最先要符合輸入電壓規(guī)模、額定功率、隔離耐壓性、高效率、紋波&噪聲等輸入輸出基本特征能夠滿足選用特殊要求。而在此之后各位開(kāi)發(fā)工程師最常注重的性能指標(biāo)那就是其高低溫性能指標(biāo)了。
高低溫檢驗(yàn)
一般在各種不同的選用科技領(lǐng)域，對(duì)開(kāi)關(guān)電源的工作溫度規(guī)模特殊要求是各種不同的：
高低溫檢驗(yàn)被當(dāng)做判斷產(chǎn)品在低溫、高溫兩個(gè)極端氣溫環(huán)境前提條件下的適應(yīng)能力和統(tǒng)一性。由于電子元器件的基本特征在低溫、高溫的前提條件下會(huì)造成相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，性能指標(biāo)具備溫度漂移基本特征。因此通常越來(lái)越多開(kāi)關(guān)電源在常溫前提條件下沒(méi)有問(wèn)題，但得到高低溫氣溫檢驗(yàn)就察覺(jué)工作中不正常或是性能指標(biāo)顯著大幅度降低。
開(kāi)關(guān)電源低溫和高溫工作通常會(huì)導(dǎo)致以下的情況：
工作中振蕩，輸出電壓紋波和噪聲增大，工作頻率發(fā)生改變，比較嚴(yán)重的甚至于輸出電壓跳變，控制模塊噪音；
運(yùn)行異常，如運(yùn)作時(shí)輸出電壓升上波形有顯著掉溝，輸出電壓不穩(wěn)定，甚至于控制模塊完全運(yùn)行失效；帶溶性負(fù)載工作能力大幅度降低，難以帶較大 溶性負(fù)載運(yùn)行；運(yùn)作時(shí)輸出電壓過(guò)沖波幅增大，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)模；輕載或滿載工作中時(shí)輸出電壓顯著降低；高溫氧化損壞，控制模塊沒(méi)有輸入輸出。
熱設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)電源的熱設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)潔明了來(lái)講就是：根據(jù)熱設(shè)計(jì)在符合性能指標(biāo)特殊要求的前提條件下盡可能避免控制模塊內(nèi)部造成的發(fā)熱量，大幅度降低傳熱系數(shù)，挑選合理的冷卻方法。發(fā)熱電子元器件要盡可能使其分散化布局。設(shè)計(jì)PCB板時(shí)要保證印制線的載流容量，印制線的寬度必需適用于電流的傳輸。針對(duì)大功率電源的貼片電子元器件，能夠 采用大面積敷銅箔的方法，以提升PCB的導(dǎo)熱面積。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部可根據(jù)填充導(dǎo)熱硅膠和樹(shù)脂等來(lái)大幅度降低控制模塊內(nèi)部電子元器件的溫升。針對(duì)體積較大的開(kāi)關(guān)電源，能夠 選用散熱器進(jìn)行導(dǎo)熱，提升對(duì)流和輻射源的表面積比較從而大大地改進(jìn)了電子元器件的導(dǎo)熱效果。
降額設(shè)計(jì)構(gòu)思
正所謂的降額設(shè)計(jì)構(gòu)思是使電子元件的運(yùn)用應(yīng)力少于其額定電流應(yīng)力的一種設(shè)計(jì)方法。將電子元件實(shí)現(xiàn)降額運(yùn)用使電子元件的工作任務(wù)應(yīng)力相應(yīng)少于其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定電流，實(shí)際降額等級(jí)劃分可以參考資料《我國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)——電子元件降額規(guī)則GJB/Z35-93》。
應(yīng)力設(shè)計(jì)構(gòu)思
針對(duì)開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)力設(shè)計(jì)構(gòu)思，重點(diǎn)關(guān)注三極管(MOS管)、二極管、變壓器、功率電感、電解電容器、限流電阻等。確保全電壓范圍之內(nèi)內(nèi)部穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、短路故障等各種各樣極限值必要條件下都能有足夠的降額，以確保產(chǎn)品的安全可靠性。
考慮到開(kāi)關(guān)電源越趨于微型化，高功率高密度相應(yīng)變得越來(lái)越高，開(kāi)關(guān)電源相關(guān)熱設(shè)計(jì)方面的難題尤其明顯。尤其是對(duì)運(yùn)用有電解電容器的開(kāi)關(guān)電源，高溫會(huì)使電解電容器的電解液加快速度耗費(fèi)，大大減少電解電容器的壽命。高溫會(huì)使電子元件原材料加快速度衰老，比如說(shuō)促使變壓器漆包線的絕緣層特性降低，導(dǎo)致絕緣層耐壓異常甚至導(dǎo)致匝間短路故障。優(yōu)質(zhì)的熱設(shè)計(jì)不僅能延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)電源和其周圍電子元件的使用期限，還可使整個(gè)產(chǎn)品發(fā)熱均勻分布，降低故障的出現(xiàn)。
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