高功率密度电源模块的热设计研究(1)
2023-06-20

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求模块电源实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次模块电源,功率密度有较大幅度的提高。

开关电源是所有电子设备的电源。拜泉县模块化电源是开关电源的一种,已广泛应用于信号接入设备、转换设备、通信设备、汽车、航空等领域。拜泉县对本文研究的模块电源主要应用于通信领域。随着4G/5G技术的发展,移动通信设备(如智能手机)得到了广泛应用,对通信电源模块的功率要求越来越高,希望的尺寸越来越小,因此,电源模块的功率密度会越来越高,产生的热量也会越来越多,而热量是影响电源模块可靠性的重要因素。本文对高功率密度模块电源的热设计进行了如下研究。**。解决模块的热源问题,也就是降低模块的热量。在解决热源方面,主要是提高模块效率,降低元器件功耗。本文通过对几种常见电源拓扑的比较分析,结合模块化电源的特点,采用硬开关全桥电路拓扑,结合同步整流技术、并联均流技术和平面变压器的应用,使整个模块的效率达到96%以上,大大降低了模块的损耗。第二。解决模块散热问题,就是想办法将模块热源的热量散发出去。为解决模块散热问题,本文主要从以下两个方面展开:1 .摘要:通过分析PCB板结构对散热的影响,对PCB板的层数、覆铜厚度、叠层和散热通孔进行合理设计,并利用FLOTHERM热仿真软件进行仿真验证,确保PCB板热设计满足设计要求。2.基于*热学理论,从理论上分析了散热器的一些参数对散热的影响。采用正交试验设计的方法对热沉的主要参数进行优化,并通过热仿真软件FLOTHERM进行仿真验证,确保热沉参数的优化效果,满足设计要求。第三。根据模块的测试需求,搭建测试系统,并使用该系统对模块原型进行测试。测试结果表明,在风速200LFM及以上、环境温度不超过45℃的条件下,模块电源输出功率可达1000W,满足项目要求。