電源模塊在運(yùn)行過程中，由于模塊內(nèi)部將產(chǎn)生功率消耗，而且以熱量的形式產(chǎn)生，若不將這些熱量發(fā)散出去，將會(huì)聚積在模塊內(nèi)部，使得溫度過高，進(jìn)而可能促使功率器件超過額定的溫度極限;輕則縮短模塊電源使用壽命，重則損壞模塊。所以散熱設(shè)計(jì)對于電源模塊來說至關(guān)重要。一般額定操作溫度的定義，均是以外殼溫度或指定之熱點(diǎn)為溫度量測基準(zhǔn)，如下圖的紅點(diǎn)所示。

　　外殼溫度量測點(diǎn)指定熱點(diǎn)量測

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　　使用在具有散熱外殼型式的模塊

　　，通常定義為外殼的中心點(diǎn)使用在Open Frame型式模塊，

　　通常定義為溫度最高的零件表面

　　以將基準(zhǔn)溫度降低至額定范圍內(nèi)為散熱設(shè)計(jì)之目標(biāo)。一般而言，電源模塊最大可操作的外殼溫度極限，依不同設(shè)計(jì)，多設(shè)定在100℃~110℃左右。

　　1、外殼溫度估算

　　在一般應(yīng)用中，通常采用實(shí)際測量來得出實(shí)際外殼溫度。但在部份情況下，實(shí)際測量無法實(shí)現(xiàn);此時(shí)則可通過估算的方式得出大概的外殼溫度。

　　下面就通過博大科技電源模塊的實(shí)際范例，介紹電源模塊外殼溫度估算的步驟，以避免模塊工作超過最高外殼工作溫度。

　　估算步驟如下：

　　STEP 1 --- 確定電源模塊最大的操作環(huán)境溫度(Ta)

　　STEP 2 --- 估算最大輸出功率(Po)

　　估算實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所需的最大輸出功率Po。如果是多路輸出，則指多路輸出的總輸出功率。計(jì)算方程式為

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　　STEP 3 --- 確定轉(zhuǎn)換效率(η)

　　一般模塊只提供額定輸入電壓在滿負(fù)載輸出功率及25℃環(huán)境溫度下的效率值，實(shí)際上在不同的負(fù)載情況或輸入電壓時(shí)，以及不同的操作環(huán)境溫度，效率會(huì)發(fā)生一些改變，博大科技電源模塊在規(guī)格書內(nèi)都已提供上述的效率曲線圖，可依照實(shí)際的條件，查詢轉(zhuǎn)換效率。

　　STEP 4 --- 確定外殼對環(huán)境的熱阻(θca)

　　熱阻定義為單位消耗功率所產(chǎn)生的上升溫度，通常以℃/W表示。

　　STEP 5 --- 估算電源模塊本身所產(chǎn)生之消耗功率(Pd)。

　　方程式如下：

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　　STEP 6 --- 估算電源模塊外殼的工作溫度(Tc)。

　　方程式如下：

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　　STEP 7 --- 確認(rèn)上述外殼工作溫度應(yīng)在最高工作溫度以下。

　　實(shí)例詳解

　　以博大科技40W電源模塊 FEC40-48S05(輸出電壓：5V,滿載電流：8.0A)為例為大家介紹一下如何估算電源模塊外殼溫度。

　　假設(shè)實(shí)際操作條件如下：

　　-- 最大操作環(huán)境溫度(Ta)為50℃

　　-- 輸入電壓(Vin)為48V時(shí)

　　-- 輸出電壓(Vout)為5V時(shí)

　　-- 實(shí)際負(fù)載電流(Iout)為6.4A。(6.4A / 8.0A = 80%滿負(fù)載)

　　-- 實(shí)際輸出功率(Po)為5Vout * 6.4A = 32W

　　依規(guī)格書所提供的輸出負(fù)載及輸入電壓對效率的曲線圖可查出，在Vin=48V，Iout=80%滿負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)換效率η=92%

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　　由規(guī)格書中可以查詢到，在不加散熱片及無強(qiáng)制氣流的情況下

　　θca = 9.2 (℃/W)

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