开关电源功率器件的散热

随着如今开关电源产业的迅速发展，其产品也逐渐向小型化、高频化、高功率密度方向迈进。这些发展趋势都对开关电源的散热性能产生了更为苛刻的要求。高频、高功率密度化必然导致电子元器件过热，尤其是开关电源中的功率器件会产生更多的热量。若热量不及时排除，将引起电子电路板的热流密度过高，影响电路的可靠性和寿命。电源电路内部的温升超过极限值时，将导致元器件失效。国外统计资料表明，电子元器件的温度每升高2℃，可靠性下降10%，温升为50℃时，寿命只有25℃时的1/6。

如今，开关电源的电路可靠性热设计和热评估工作在设计过程中尚属薄弱环节，大部分设计人员仍停留在依靠整机环境试验过关的状况。虽然对电路进行了一定的热设计，并实施了一定的热控制措施，但未对其热设计的效果进行有效的评估，致使电源内部个别过热部件隐藏的故障隐患未能发现和排除，直接影响到整个电源的质量和可靠性。

电源功率器件的散热

电源功率器件的散热主要有热封装技术、冷封装技术和散热器技术。热封装技术是将电子元件封装在一个热熔胶中，以保护元件免受外界环境的损害，并使元件能够正常工作。冷封装技术是将电子元件封装在一个塑料外壳中，以保护元件免受外界环境的损害，并使元件能够正常工作。散热器技术是将电子元件与散热器连接，以提高散热效率，使元件能够正常工作。

在稳压电源中主元器件采用功率半导体器件，如功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等，在使用这些元器件时重要的是如何使产生的热量有效地散发出去，以得到其工作的高可靠性。散热的一般方法是将元器件安装在散热器上，散热器将热量辐射到周围的环境中，以通过自然对流来散发热量。

一般来说，从散热器到周围环境的热流量P为

式中，h为散热器总的热传导率［W／（cm2.℃）］，它由辐射及对流来决定；A为散热器的表面积（cm2）；η为散热器效率，它由散热器的形状所决定；ΔT为散热器的温度与环境温度之差（℃）。

由式（5 －12）可知，散热器的表面积越大，与环境温度之差越大，散热器的热量辐射越有效。