5V電源模塊是怎么散熱的呢

5V電源模塊的散熱的好壞，直接決定了這個電源模塊的使用壽命，所以了解5V電源模塊的散熱原理對我們電源模塊廠家來說是非常重要的一件事情

從高溫區到低溫區的功率模塊傳熱有三種基本模式：輻射，傳導和對流。

輻射：兩種物體在不同溫度下的電磁傳遞。

傳導：傳熱通過固體介質。

對流：熱量通過流體介質（空氣）傳遞。

在所有實際應用中，傳熱的三種方式都有不同程度的作用。在大多數應用中，對流是最重要的傳熱方式，加上其他兩種冷卻方式，效果更好。但在某些情況下，這兩種方法也可能產生反效果。因此，設計出優秀的冷卻系統，所有三種傳熱都要慎重考慮。

1，傳導散熱

在許多應用中，來自功率模塊襯底的熱量通過傳熱元件傳導到遠輻射表面。以這種方式，功率模塊基板的溫度將等于散熱表面的溫度，導熱元件的溫度升高和兩個接觸表面的溫度升高之和。導熱元件的熱阻與其長度成比例，其長度與其橫截面積和導熱率成反比。還可以通過選擇適當的材料和橫截面積來降低導熱元件的熱阻。在安裝空間和成本是允許的條件，應使用散熱器的最小耐熱性。應該記住，功率模塊基板的溫度略有降低，MTBF顯著增加。

5V電源模塊散熱片的制造材料是影響選擇效果的重要因素，必須注意。在大多數應用中，功率模塊產生的熱量將從基板傳導到散熱器或散熱元件。然而，在功率模塊基板和導熱元件之間的接觸表面上產生溫度差。該溫度差必須串聯控制。在散熱回路中，基板的溫度應為接觸面的溫度升高和導熱元件的溫度。如果沒有控制，接觸面的溫度上升將會特別明顯。接觸表面的面積應盡可能大，接觸表面的平滑度應在5密耳（0.005英寸）以內。為了消除崎嶇的表面，在接觸面應填充熱塑料或散熱墊。 ）采取適當措施后，接觸面的熱阻可以降低到低于0.1°C / W（RTH）或降低功耗（Ploss）以降低溫升，增加TAmax，功率的最大輸出功率供應環境溫度的應用，參數的影響包括功率損耗Ploss，耐熱RTH而最高電源殼溫度TC。電源效率高，散熱更好。在額定功率輸出時，其可用溫度有一定的余量。電源效率低或散熱差將更高。他們需要空氣冷卻或降額使用。

5V電源模塊金屬材料的導熱性

金317W / mK

銀色429W / mK

銅401W / mK

鐵48W / mK

鋁237W / mK

AA6061鋁合金155W / mK

AA6063鋁合金201W / mK

ADC12鋁合金96W / mK

AA1070鋁合金226W / mK

AA1050鋁合金209W / mK

2，輻射熱

當兩個不同的溫度接口相對時，會由連續輻射產生熱量。輻射對各個物體的溫度的最終影響是由多個因素決定的：每個部件的溫差，相關部件的方向，部件表面的光潔度以及它們之間的間距。很難量化這些因素，加上周邊環境輻射能量交換對環境本身的影響，所以計算輻射對溫度的影響是復雜的，難以準確。

電源轉換器模塊的實際應用，不可能僅僅依靠輻射冷卻作為轉換器的冷卻方式。在大多數情況下，輻射只能耗散總熱量的10％以下，因此輻射熱只能用作主冷卻模式以外的輔助裝置，而熱設計通常不被考慮。）電源模塊溫度的影響。在實際應用中，轉換器模塊的溫度通常高于環境溫度，因此輻射能量傳遞有助于散熱。然而，在某些情況下，模塊附近的一些熱源（功率器件，高功率電阻等）的溫度高于電源模塊的溫度，這些物體的熱輻射會增加溫度模塊。

在散熱設計中，變流器模塊周圍部件的相對位置應根據熱輻射的可能影響進行合理布置。當加熱元件靠近轉換器模塊時，為了減少輻射的加熱效應，應在模塊和發熱元件之間插入隔熱薄片。

3，對流冷卻

對流冷卻是艾普電源轉換器中常用的散熱方法，對流通常分為自然對流和強制對流兩種。熱量從被加熱物體的表面轉移到冷卻器周圍的空氣中，稱為自然對流;熱量從被加熱物體的表面轉移到流動的空氣中，稱為強制對流。

自然對流的優點易于實現，不需要風扇，成本低，熱可靠性高。然而，與強制對流相比，所需的散熱器較大，以達到相同的基板溫度。

自然對流散熱器設計還應注意以下幾點：

5V電源模塊通常散熱器只能給出垂直散熱器的參數。水平散熱器散熱效果差。如果安裝應該水平，應適當增加散熱器的面積，也可以用來強制對流冷卻。

產品熱量計算

在不同的應用中，電源模塊所需的散熱器熱阻可以從以下公式計算，然后適當的散熱片TC，max

電源最大全功率輸出外殼溫度

TA工作環境溫度

功率效率

Pout功率輸出功率

1案例1：在自然對流條件下，工作環境為55℃，輸出24V，45W時，WDH50-48S24模塊能承受最大的熱阻。

最大熱阻=

Tmax = 100℃

Ta = 55℃

Pout = 45W

Η= 87％（0.87）

最大熱阻=

= 6.69℃/ W（min）

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