安防之家讯：以小体积著称的模块电源，正朝着低电压输入、大电流输出，以及大的功率密度方向发展。但是，高集成度、高功率密度会使得其单位体积上的温升越来越成为影响系统可靠工作、性能提升的最大障碍。统计资料表明，电子元器件温度每升高2℃，其可靠性下降10%，温升50℃时的寿命只有温升25℃时的1/6。所以热设计的目的就是要及时地排出热量，并使产品的温度处于一个合理的水平，保证元器件的热应力在最坏的环境温度条件下依然不会超出规定值。对于非常看重可靠性的模块电源来说，热处理在其设计中已经是必不可少的一环。

热量的产生

想要探讨热设计方法，首先要清楚模块电源温升是如何产生的。根据能量守恒定律，电源的输入总功率应该等于其输出的总功率，也即能量转换效率(η)恒为100%，但是实际的情况是转换效率(η=1-Ploss/Ptotal)都是小于100%的，也就是说会有一部分能量(Ploss)损失掉。那么损失的这一部分能量消耗在哪里了?除了很小的一部分变成电磁波向空中散播外，其余的都变成了热能，促使其温度提升。过高的温度会使电源设备内部元器件失效，整个设备的可靠性降低。

联系损失功率与热量的参数是热阻(thermal resistance)，它被定义为发热器件向周围热释放的“阻力”，正是由于这种“阻力”的存在，使得热点(hot points)和四周产生了一定的温差，就像电流流过电阻会产生电压降一样。不同的材质的热阻是不一样的，热阻越小，散热就越强，其单位为℃/W。

热量产生的处理

1 建模分析法

从上面的分析我们可以得到计算温升的第一种方法：分别建立各部分元器件的损失功率和热阻的模型，然后根据下面的公式求出该功率器件的温升值。

计算温升的一个基本表达式：

ΔΤ=RthJ-X·Рloss (1)

其中，ΔΤ=温度差值或者温升;RthJ-X =功率器件从结点到X的热阻。

可以看出：既然元器件的损耗功率是产生热量的根本原因，那么找出各个功率器件的损耗就成了解决热处理的关键。现在以金升阳公司的一个12W、效率为91%的产品来说明。

图1 12W自驱同步整流正激变换器原理图

对于基于PWM的自驱同步整流正激变换器，一般应用电路原理如图1所示。

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