使用RO转换器进行良好散热设计的准则

热管理是系统设计过程的重要组成部分。RO模块的出色设计使热量管理相对容易。它们的高转换效率最大程度地减少了必要的冷却，而其小巧的封装和较大的热界面可同时减小系统尺寸和成本，并大大提高了可靠性。本应用笔记介绍了一些使用RO转换器进行良好散热设计的准则。

模块损耗

AC / DC和DC / DC模块将输入电源的功率转换为适合给定应用的稳压电源。虽然RO的转换效率很高，但效率并不理想，并且一些输入功率会因模块中的热量而损失掉。可以从以下方程式计算得出：

所有热管理设计的第一步就是估算最坏情况下的功耗。可以从目录中给出的模块效率图进行估算；或对于图表未涵盖的条件，可以直接进行测量。

散热

• 转移机制

RO转换器通过模块的底板散热。基板热耦合到所有内部组件并与所有内部组件电气隔离。良好的散热设计的目标是将热量从底板传递到外界。从而将底板温度保持在最大额定值以下。

通过三种基本方式将热能从温暖的物体传递到寒冷的物体：

• 对流–通过液体或气体介质进行的能量传递。
• 传导–通过固体介质进行的能量传递。
• 辐射–主要通过红外波长，在不同温度的质量之间进行能量传递。

虽然这三种传递机制都会出现在每种应用中，但对流是大多数情况下传热的主要手段。但是，应考虑所有三种传输方式，以确保冷却设计成功。

• 基板到散热器的接口

在许多应用中，热量将从模块传导到散热器，然后通过上述三种机制之一进行冷却。散热器和基板之间的界面可以建模为与耗散功率流串联的“热阻”。如果不采取适当的措施，界面上的温差可能会很大。这些措施包括控制两个表面的平整度，并使用填充材料，例如导热胶或Grafoil®。如果进行适当的护理，则界面上的热阻可能会以每瓦特2瓦小于0.8°C；对于3.6英寸x 2.4英寸模块，该值小于0.09°C / Watt。

• 对流冷却

对流冷却是迄今为止最流行的冷却形式。在对流冷却系统中，热能通过直接接触或通过连接到模块底板的散热器从模块传递到附近的空气中。对流冷却的热模型如图10a所示。基板温度取决于内部功耗，从基板到环境空气的总热阻以及环境温度。如前所述，可以使界面电阻最小化。散热片对空气的阻力取决于多种因素，包括散热片材料，几何形状和表面光洁度。以及空气温度，空气密度和空气流速。幸运的是，热阻数据适用于各种标准散热器（来自RO，Aavid，Thermaloy等）用于对流冷却应用。对流冷却通常分为两种类型：自然对流和强制空气对流。

对流冷却系统的热模型。

编辑：hfy