不可忽视的电源的散热问题

电源的散热问题比以往任何时候都更重要

这是一个古老的工程故事，有时是在开玩笑，但通常不是：电源是特定的最后一个项目。想法是“一旦我们知道了我们的功率需求，就必须找到一个合适的电源”。随着对更高能源效率、更高可靠性和更快设计周期等越来越多的需求，以及越来越多的监管，这种方法是不可接受的。

一个有效的工程团队将在项目的早期考虑功率需求的所有方面，包括散热和封装。如果要避免需要更大电源的令人不快的意外发生，或避免一个新的冷却策略，在项目的早期考虑电源系统至关重要，当项目接近完成时，没有人想听到：“别忘了，我想我们可能会在这里增加风扇。”

Vicor的功率元件设计方法有助于工程师构建电源链，同时保持灵活性的电源系统设计方法。如果需求变化，它可以用将满足新规范的器件简单替代所选择的功率元件。这比使用一种大型集中供电更加容易，其整个电源系统可能要改变才能满足修订后的规范。

现在有了仿真和连接电气和热性能的各种工具，如PowerBench白板，使之更容易创建优化的热设计。由于更加凉爽的运行，有时甚至有可能从系统的可用功率中挤出更多的性能，减少“以防万一”的容差缓冲需求，或增加可靠性。

选择正确的功率元件是一个关键。在过去使用的是开放式电源，但它们带来了一些挑战。由于其不规则的“轮廓”线，气流可能不平衡，并可能被相邻元件阻塞（“遮挡”）。散热器可以解决这个问题，但需要在转换器和散热器之间使用一个插入弹性衬垫，或专用的预散热装置。

同时，通过转换器的引脚到系统PC板铜箔的可用热传导范围最好适度到可以忽略不计。结果就是冷却效果差，以及出现局部热点，其中个别元件可能出现热应激，特别是在“角落条件”下，即使整体平均温度在允许范围内。

最近模压（封装型）转换器封装，如Vicor ChiP平台，克服这些局限性。光滑、平坦的顶面意味着散热器易于连接和使用有效。

同样，最新的设计和引线数的增加提供了一个到外壳或冷板的简单、有效、低阻抗的热路径。因此，它是对流和传导方面的双赢，见图1。（通过双面对流，甚至还有几个百分点的额外冷却，这是一个额外的好处。）

模压封装的建模和分析显示它提供了多个有效的热路径。

ChiP封装提供了双面冷却，它消除封装热量的能力增加了一倍，但却增加了散热器设计的复杂性。优化的热设计对电源链的前端提出了最大的挑战，其中的功率水平往往是最高的。

新的Vicor集成适配器（VIA）封装技术大大简化了电源链前端的设计，特别是热设计。通过在一个易于使用的封装中提供新水平的功率密度、效率和热性能，同时集成了滤波等一些外围电路，VIA封装有助于工程师更轻松地开发高效散热的电源链。

编辑：黄飞