电源管理电路设计中散热问题的解析

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上传日期: 2017-12-07

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标签:电源管理(951)

  高温或内部功耗产生的过多热量可能改变电子元件的特性并导致其关机、在指定工作范围外工作,甚或出现故障。电源管理器件(及其相关电路)经常会遇到这些问 题,因为输入与负载之间的任何功耗都会导致器件发热,所以必须将热量从这些器件中驱散出来,使其进入PCB、附近的元器件或周围的空气。即使在传统高效的 开关电源中,当设计 PCB 和选择外部元器件时,也都必须考虑散热问题。

  设计电源管理电路时,在考察散热问题之前对热传递进行基本了解是很有帮助的。首先,热量是一种能量,会由于两个系统之间存在温差而进行传输。热传递通过三 种方式进行:传导、对流和辐射。当高温器件接触到低温器件时,会发生传导。高振幅的高温原子与低温材料的原子碰撞,从而增加低温材料的动能。这种动能的增 加导致高温材料的温度上升和低温材料的温度下降。

  该模拟可以深入进行,以描述器件的另一个热属性,称之为热容。正如将热阻模拟为电阻,可以将热容(CT,单位为 J/℃)模拟为电容。将热容与热阻并联获得热阻抗(ZT)。图1所示为传导传热的简化 RC 模型。能源被模型化为电流源,热阻抗被模型化为 CT 与 RT 并联。

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