开关电源的可靠性热设计

文章摘要：总结风扇供应商所提供的相关数据,我们可以得到如下简单的确定风扇旋转方向对流场影响的方法:按照左手旋转原则,大拇指的方向为流体的宏观流向,其余四指的弯曲方向为风扇出口处流场的旋转方向.在功率元器件的布局时,按照左手螺旋原则,只要我们把关键元器件布置在四弯曲拇指的方向,就能完全避免因风扇旋转方向而造成元器件散热的不利影响.当然了,以上的分析只适用于采用轴流风扇进行强迫吹风冷却的场合.对于抽风冷却情形,由于风扇出风口流场的变化对其进风口没有什么影响,因此风扇旋转方向对模块内部的散热是没有影响的.举例:单相输入有功率因数校正3000W开关电源的散热设计良好的散热方式可有效的减小整机体积,达到合理的功率

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总结风扇供应商所提供的相关数据,我们可以得到如下简单的确定风扇旋转方向对流场影响的方法:按照左手旋转原则,大拇指的方向为流体的宏观流向,其余四指的弯曲方向为风扇出口处流场的旋转方向.在功率元器件的布局时,按照左手螺旋原则,只要我们把关键元器件布置在四弯曲拇指的方向,就能完全避免因风扇旋转方向而造成元器件散热的不利影响.
当然了,以上的分析只适用于采用轴流风扇进行强迫吹风冷却的场合.对于抽风冷却情形,由于风扇出风口流场的变化对其进风口没有什么影响,因此风扇旋转方向对模块内部的散热是没有影响的.
举例:单相输入有功率因数校正3000W开关电源的散热设计
良好的散热方式可有效的减小整机体积,达到合理的功率密度,根据本项目要求散热主要采用强迫风冷方式.在强迫风冷的条件下,电源装置的温升与单位时间内流经电源装置的风量关系重大,因些应该使电源结构有通畅的风道,减小静压损失,其次,应该尽可能使发热量高的部件靠近风流最快的区域,增强热交换率,例如热沉、变压器、开关管等应当优先考虑,最后,还应考虑结构对风扇的影响,进气口应尽可能宽畅,出气口也应减少障碍物,否则可能会改变正常的风扇风流方向及大小,影响风道的作用.
经过详细认真的分析研究,本电源采用下面的整体布局,主板、升压电感、主变压器、输出滤波电感均固定在一整体散热器上,升压电感、主变压器、输出滤波电感成一排固定在散热器上半部,主板固定在散热器下半部:主板上的功率器件如功率开关管、输出整流管通过钢板压条固定在散热器上,主板上半部放置低元器件、下半部放置高元器件,风扇放置在散热器前中上位置并固定在前面板上,采用前进风后出风方式.通过以上设计使电源有一良好风道并使主要发热元件均在高风速范围内,达到了很好的散热效果,明显提高了电源可靠性.

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