高效转换器如何推进热管理解决方案

从驱动 LED 到供电给笔记本和智能消费电子设备，如果要尽量降低功耗和优化性能就必须使用高效电源。

低效电源有较高的内部功耗转化为热量。因此需要额外的成本来考虑如何散热、更大的尺寸、更低的可靠性、以及带来的电子系统整体性能的下降。   事实上随着整个系统变得更加强大和紧凑，电子产品的热管理一直是每个行业的工程师不断面临的挑战。虽然有许多新的解决方案可以通过热功率组件和封装进行散热，例如风扇、液体冷却和散热器等，但为了提高系统的热性能表现，诸多产品可以通过优化自身热性能，从而最大限度地减少了外部热管理的需求。  

推进热管理解决方案

尽管由于材料改善和新颖的设计技术，散热技术在近年来得以不断进步，但它们仍是相对庞大的组件，往往会大幅度增加电源的尺寸和重量以及整个物料清单的成本。此外，如果系统需要强制风冷来作为热管理解决方案，那么电力系统的尺寸会进一步增加，可靠性也会下降。   因此，去除电源散热器有许多优点。系统设计人员必须通过提高单元效率来降低热量浪费，或是提出更好的散热设计。例如，一些电源是通过外壳散热，这样就不需要使用额外的散热器。   然而对 AC/DC 和 DC/DC 转换器而言，避免产生热量是一种更有效的解决方式，而且在负载范围内保持高效率对所有类型的电子产品来说越发重要。例如，一个800W 电源的效率为 90%。10% 的损耗会产生大约 80W的热量，必须通过适当的材料和热设计来散热，以确保印刷电路板(PCB) 上的组件在运作时不会超过规定的温度而导致故障。   若电源的效率从 90% 提高到95%，功耗将降低50%（从80W 降低到40W），让电源转换系统的热量更易于管理。   由此可见，选择高效的电源对系统设计来说至关重要。如果在负载范围内使用更高效的电源，系统将散发更少的热量以简化热管理，进而消除风冷或特殊散热器的需求。  

优化性能表现

RECOM 自豪地表示，他们可以为各种应用提供紧凑、经济高效的 AC/DC、DC/DC 转换器和开关稳压器。RECOM认为在为特定应用选择最合适的器件时，转换器的效率通常是关键的决定因素，特别是PCB 安装模块的功率密度可能很高。   RECOM的工程师开发了针对此类应用的高效电源，结合了最新架构和创新拓扑、先进 3D电源封装(3DPP)技术、优化组件以及创新热管理解决方案，让此类产品有最高的效率以提供高功率密度、转换效率、灵活性和高可靠性。   提到3DPP，两个关键参数Ψjt 和θja定义了功率封装或组件的整体多路径热阻，RECOM利用这种封装技术来降低这两个参数以控制最终工作温度和外壳温度保持在范围之内（下图）。   RECOM成功开发了高功率密度 3DPP 产品，它们专为高性能、高效率的设备而设计，无需主动冷却或使用大型无源散热器。   举个例子，RECOM的30W 非隔离 RPMB/RPMH 系列，该系列采用热增强型 25焊盘的 LGA 封装，长宽高为 11.7 毫米 x 12.19 毫米 x 3.75 毫米。这些紧凑的一体式电源模块提供99% 的效率且无需散热器。  

3DPP 降低功率封装/组件的整体热阻，无须大型无源散热器。

RECOM使用自动化测试系统、恒温恒湿箱和可控强制风冷进行完全测试，为数据表提供准确的温度数据和降额信息，例如热阻抗和最大外壳温度、效率与负载图表，以及温度降额图，包括标准器件和在极端工作环境下使用散热片的器件。

此外，为了帮助客户选择此类型的高效电源，RECOM还制作了参数查询工具，协助系统设计人员针对不同的最终应用选择最适合的电源，以使他们能够确信电源转换器在极端温度的环境下仍能保持正常的性能。

编辑：黄飞