传导

移动热量的另一种方法是传导。开关电源热量就是以这种方式从器件上跑到散热器上的,热量在散热器内部的传递靠的也是这个方法。传导移动热量的效果相当不错,但是为了让热量流动,接收热量的地方必须提供热量的地方冷。通常利用液体把热量从很热的东西上传导出去,核反应堆、汽车发动机的热量就是这样引出来的。不过最后热量还得去别的其他地方。这就是我们会在汽车的前部看 到一个辐射器的原因(这个辐射器用来将防冻剂所收集的热量散发到空气中)。我的小船上的发动机则利用整个湖水来做散热器,它无需辐射器,因为相对于数百万加仑(gal,1gal=3.758L)的湖水,小船是微不足道的,它没有足够的功率来使湖水的温度哪怕是升高零点几度。

利用PCB散热

这是我常常听到的一个问题。那么我们到底能不能把开关电源PCB用做散热器呢?答案是肯定的。事实上,开关电源PCB就是铜板,而铜是热的良导体,因此它自然可以做散热器。事实上,PCB就是铜板,而铜是热的良导体,因此它自然可以做散热器。好啦,问题又来了,我们如何知道PCB将热量散发到周围空气中去的效果好坏呢?我们可能不得不做测试来得到答 案。若要对这种情况进行计算的话,那变数真是太多了。因此最快的方法就是做到PCB的布线、制板、焊接元件,然后试验。以下是用PCB做散热器时需要注意的几点:

一、连接PCB顶层和底层的大量过孔(via)有助于增大散热面积。

二、PCB的这些过孔区域将变得较热。这意味着PCB会发生膨账、收缩。随着使用时间的积累,这可能微分学引起机械破坏,甚至会使焊点及PCB的连接开裂。

三、采用PCB散热的话,我建议将PCB的温度控制在60℃以下。我告诉大家一个很有用的经验法则:如果金属表面热得使你感觉发烫,那它的温度就超过60℃了。

热扩散

当两种材料靠在一起的时候,材料之间的接触面积是影响热量传导的一个主要因素。而对着单一材料中的热量传导来讲,影响因素则是材料的厚度。

由此产生了一种称作热扩散(heat spreading)的技术。该 技术将大块大而厚、且导热性能很好的材料铆接在扫抗燃的部件上,作为高速的导热通道,把热量导向一个很大的散热器,而散热器上则集中了所有的鳍状突起,以散发热量。其思路在于让热量尽快离开,从而使器件具有较低的结温。

你猜它有效吗?事实上它能够起作用,但其效果牵涉到很多的变数(譬如热扩散材料以及散热器其余部分的热导率等),跟开关电源PCB板情况一样,我们也需要到实验室去做试验,才能确定其是否真的起作用或有帮助。请记住,在半导体的任何两个部分之间都有一个结,尽管结的周围处处都有温度梯度,但结越少,散热器工作得越好。

经验法则

二极管是单向的电子阀门。

二极管有一个正向压降,你必须克服它之后才以有让它导通。

晶体管是电流驱动型的。

晶体管在基极上有一个二极管,它需要偏置以后才能正常工作。

当把晶体管用作开关时,请注意其饱 和电流。

FET是电压驱动型的。

FET不够耐用时,你应该在自己的设计与元件的最大定额之间保留很大的余地。

FET是静电敏感的。

请小心翼翼地研读你所用器件的参数表。

发热是电子元件的最大杀手。

大多数散热器把热量散发到周围 的空气中,并且主要的散热方式是对流。

当你触摸一个部件时烫手,那它的温度就超过60℃了。

你可以将PCB板用作散热器,但请注意测试效果。

日期:2013-09-04, 固定链接: http://www.szeya.com.cn/supply-power-and-heat-management-three-conduction-the-use-of.html