引起電源模塊發(fā)熱的四大原因

　　一摸電源模塊的表面，熱乎乎的，模塊壞了?且慢，有一點(diǎn)發(fā)熱，僅僅只是因為它正努力地工作著(zhù)。但高溫對電源模塊的可靠性影響極其大!基于電源模塊熱設計的知識，這一次，我們扒一扒引起電源模塊發(fā)熱的原因。

　　電源模塊在電壓轉換過(guò)程中有能量損耗，產(chǎn)生熱能導致模塊發(fā)熱，降低電源的轉換效率，影響電源模塊正常工作，并且可能會(huì )影響周?chē)渌骷男阅?，這種情況需要馬上排查。但什么情況下會(huì )造成電源模塊發(fā)熱嚴重呢?具體原因如下所示：

　　一、使用的是線(xiàn)性電源

　　線(xiàn)性電源工作原理如下圖1，通過(guò)調節調整管RW改變輸出電壓的大小。由于調整管相當于一個(gè)電阻，電流經(jīng)過(guò)電阻時(shí)會(huì )發(fā)熱，導致效率不高。

　　圖1 線(xiàn)性電源原理圖

　　為了防止電源模塊發(fā)熱嚴重，可采取以下措施：加大散熱片、實(shí)行風(fēng)冷、導熱材料解決(導熱硅脂、導熱灌封膠)、改用開(kāi)關(guān)電源

　　二、負載太小

　　電源輕載，即電源電路負載阻抗比較大，這時(shí)電源對負載的輸出電流比較小。有些電源電路中不允許電源的輕載，否則會(huì )使電源電路輸出的直流工作電壓升高很多，造成對電源電路的損壞。一般電源模塊有最小的負載限制，各廠(chǎng)家有所不同，普遍為10%左右。

　　如果輸出負載太輕，建議在輸出端并聯(lián)一個(gè)假負載電阻，如圖2所示。該假負載電阻功率加上實(shí)際負載功率之和>10%負載?！?/p>

　　圖2 負載太小，并聯(lián)假負載

　　三、負載過(guò)流

　　電源過(guò)載，與電源輕載情況恰好相反，就是電源電路的負載電路存在短路，使電源電路輸出很大的電流，且超出了電源所能承受的范圍。

　　對于無(wú)過(guò)流保護的電源模塊，輸出需要穩壓、過(guò)壓及過(guò)流保護的最簡(jiǎn)單方法就是在輸入端外接一帶過(guò)流保護的線(xiàn)性穩壓器，如圖3所示?！?/p>

　　圖3 負載過(guò)流，增加線(xiàn)性穩壓器

　　四、環(huán)境溫度過(guò)高或散熱不良

　　使用模塊電源前，務(wù)必考慮電源模塊的溫度等級和實(shí)際需要的工作溫度范圍。根據負載功率和實(shí)際的環(huán)境溫度進(jìn)行降額設計。

　　如ZLG致遠電子的P_FLS-1W，標出的降額曲線(xiàn)如下圖4所示，從圖中可明確知道，工作溫度范圍是-40~105℃，在高溫85℃以上后，需降功率使用，在105℃時(shí)，最大的允許輸出功率為0.8W。

　　圖4 P_FLS-1W的溫度降額曲線(xiàn)

　　致遠電子基于近二十年的電源設計經(jīng)驗積累，自主研發(fā)設計自主電源IC。以致遠電子P系列全工況優(yōu)選定壓電源為例，在解決模塊電源發(fā)熱的問(wèn)題上，從方案選擇、元器件選擇到PCB設計突破眾多的技術(shù)瓶頸，圖5是我司P系列電源模塊在25℃、濕度40%~75%，輸入標稱(chēng)電壓和輸出純阻模式下測得的溫度。

　　圖5 P系列電源模塊外殼溫度

　　在灌封類(lèi)電源模塊中，灌封膠由于良好的導熱性模塊溫度進(jìn)一步降低。那怎么才能測試準確地測試內部元件的溫升呢?請查閱《ZLG是如何測試電源模塊內部的溫升的!》。電源模塊在設計之初如何考慮電源的熱設計(元器件選擇、PCB設計)《再扒一扒電源模塊發(fā)熱那點(diǎn)事兒》。