监控开关电源模块的发热问题

　　监控开关电源模块的发热问题将严重危及模块的可靠性，导致产品的故障率成倍增加。如果电源模块被严重加热怎么办？本文从监控开关电源模块热设计的角度介绍了各种低温高可靠性电源的设计和应用方案。

　　高温对高功率密度电源模块的可靠性有很大影响。高温会导致电解电容器使用寿命缩短、变压器漆包线绝缘特性降低、晶体管损坏、材料热老化、低熔点焊缝开裂、焊点脱落、器件间机械应力增加等现象。统计显示，温度每升高2℃，电子元件的可靠性就会降低10%。

　　一、关键设备丢失

　　监控开关电源关键元件的热损失来源，了解元件发热原因，为散热设计提供理论依据，能够快速定位设计方案。

　　二、监控开关电源的热设计

　　从上表了解关键加热装置和加热原因后，我们可以从以下两个方面入手:

　　1.降低电路结构和器件的损耗。

　　例如，更好的控制方法和技术、高频软开关技术、相移控制技术、同步整流技术等。被收养。此外，选择低功耗器件以减少加热器件的数量，增加加厚印刷线的宽度，并提高监控开关电源效率。

　　A.热工设计的方案选择与优化

　　采用直接驱动技术方案。输入和输出条件是相同的。运行30分钟后，测试两种产品的关键设备的温度。如表2所示，图A中关键器件MOS的温降是图b中的32%，关键器件的温降提高了产品的可靠性。因此，高频软开关技术或软驱动技术可以大大降低关键器件的表面温度。

　　B.器件选择和优化热设计

　　器件的选择不仅需要考虑电应力，还需要考虑热应力，并留有一定的降额余地。图2是一些部件的降额曲线。随着表面温度的升高，其额定功率将降低。

　　组件的包装对组件的温升有很大的影响。例如，由于工艺差异，封装在DFN中的金属氧化物半导体晶体管比封装在DPAK的金属氧化物半导体晶体管更容易散热。在相同的损耗条件下，前者的温升相对较小。通常，封装的电阻越大，其额定功率就越大。在相同的损耗条件下，表面温升相对较小。

　　有时电路参数和性能看起来正常，但实际上有许多隐藏的问题。如图3所示，某个电路的基本性能没有问题，但在常温下，用红外热像仪测量时，MOS管驱动电阻的表面温度实际达到95.2℃。在长期工作或高温环境下，容易出现电阻烧坏和模块损坏的问题。通过调整电路参数，降低了电阻欧姆的热损耗，并将电阻封装从0603改为0805，从而大大降低了监控开关电源表面温度。

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