DC/DC電源模塊散熱器的設計及熱分析

　　溫度是影響DC/DC電源電路可靠性的重要因素之一。高、低溫及其循環(huán)會(huì )對大多數電子元器件產(chǎn)生嚴重影響。它會(huì )導致電子元器件的失效，進(jìn)而造成電源整機的失效。多芯片模塊(MCM)和高密度三維組裝技術(shù)的出現使得電子設備的熱流密度越來(lái)越高?？茖W(xué)合理地設計電子設備以滿(mǎn)足其熱性能的要求在電源模塊設計中至關(guān)重要。熱管具有一種高效的傳熱能力，配以合理散熱鰭片，將提高散熱器的散熱效果。本文以數值傳熱理論為基礎，通過(guò)3D設計軟件Solidworks建立一套DC/DC電源模塊的散熱器模型，并利用熱流分析軟EFD.Pro對電源模塊進(jìn)行熱分析仿真技術(shù)研究。

　　引言

　　隨著(zhù)電子元器件的小型化、微小型化，集成電路的高集成化和微組裝等的發(fā)展，元器件、組件的熱流密度不斷提高，熱設計也正面臨著(zhù)嚴峻的挑戰[1]。電源散熱結構的好壞直接影響到電源系統能否長(cháng)時(shí)間穩定工作。以傳熱學(xué)和流體力學(xué)為基礎，結合電子設備的具體結構，設計合理高效的散熱裝置，輔以先進(jìn)的熱分析軟件仿真研究，為電子設備創(chuàng )造出一個(gè)良好的工作環(huán)境，確保發(fā)熱元器件以及電源系統在允許的溫度下能夠穩定可靠地工作。

　　資料表明，為保證工作穩定性和延長(cháng)使用壽命，芯片的最高溫度不得超過(guò)85℃[2]。器件的工作溫度每升高10℃，其失效率增加1倍[3]。為保證電子設備正常運行的安全性和長(cháng)期運行的可靠性，采用適當、可靠的方法控制電子元器件的溫度，使其在所處的工作環(huán)境條件下不超過(guò)穩定運行要求的最高溫度。

　　DC/DC電源模塊熱分析流程

　　1)分析電源電路的布局結構，然后確定主要發(fā)熱元器件。

　　2)分析電源電路對應的熱路，確定傳熱途徑，繪出等效的熱模型。

　　3)利用Solidworks建立該電源散熱器的3D模型，然后利用專(zhuān)業(yè)熱仿真軟件EFD.Pro，根據流體力學(xué)和數值傳熱學(xué)原理，結合實(shí)際的熱邊界條件，對建立的模型進(jìn)行仿真模擬。

　　4)對仿真結果進(jìn)行分析。通過(guò)對模型進(jìn)行仿真模擬，分析其模擬結果是否符合電源正常工作的要求。