开关电源散热设计的一般原则和步骤

开关电源散热设计的一般原则和步骤

热设计的一般原则

1、从开关电源散热角度来看，开关电源印制板最好是垂直安装，板间距离不应该小于20mm

2、同一开关电源印刷电路板上的器件应该要尽可能按照其热值以及散热程度来进行布置。热值小或者是耐热性较差的器件（比如说小信号晶体管、小型集成电路、电解电容器等等）应该要放置在冷却气流的顶部，热输出高或者是耐热性比较好的器件（比如说开关电源功率晶体管、大型集成电路、电容器等等）应该要放置在冷却气流的底部。

3、温度敏感装置应该要放置在最低温度区域（比如说设备底部），不应该直接放置在加热装置的上方。最好是在水平面上错开多个设备。

4、开关电源印刷电路板在设备当中的散热主要是取决于气流，所以在设计的时候应该要研究气流路径，合理地配置器件或者是开关电源印刷电路板。气流总是倾向于在阻力小的地方流动。所以，在开关电源印刷电路板上配置设备的时候，必须要避免在某个区域留下比较大的空间。多块开关电源印刷电路板在整机当中的配置也应该注意同样的问题。

5、在水平方向，开关电源大功率器件应该要尽量地靠近印刷电路板的边缘，以此来缩短传热路径；在垂直方向，大功率器件应该要尽量靠近开关电源印刷电路板的顶部，以此来减少这些器件影响到其他设备的温度

开关电源热设计的实际步骤：

1、分析了开关电源电路的布局结构，确定了主要加热单元，并且根据电路理论当中的相关公式得出了各个加热单元的理论损耗值。

2、分析了开关电源电路所对应的热路径，确定了换热路径，并且建立了等效热模型。根据热设计理论，计算出各部件的热阻值，根据热回路图建立热平衡方程，分析温度场的分布特征，求解各节点的温度值；根据热路模型和电学模型的对应关系，建立了电气模型。

3、建立电路的三维热模型。利用了专业的热模拟软件，根据流体力学以及数值传热的原理，采取有限元体积法对于建立的模型进行了数值计算，根据计算的结果得出了最佳方案。

4、对于元器件、电路、印刷电路板以及外壳进行了热设计。

5、模型或者是样机测试分析。通过对于模型或者是样机的测量，验证了理论计算和试验结果的偏差。

6、除了热设计之外，还应该要考虑可靠性、安全性、维修性以及开关