大功率开关电源发热主要元器件分析
2015-3-12 11:31 查看: 1623大功率开关电源散热问题对于设计者来说一直是一个重大的问题。总体而言大功率开关电源的发热源有三个,分别是功率部分发热,整流部分发热,变压器和电感发热。这些部件为大功率开关电源的功率主要部件。
一、功率部分发热
大功率开关电源在工作时由于功率管或者功率模块的关断尤其是硬关会产生大量热量。当温度接近结温度时会使得功率管或者功率模块发生不稳定现象严重可导致 功率管或者功率模块直接烧毁。如果此部分发热不与输出功率和输出电流呈正关系,那么就要考虑是否参数设计有问题了。主要要考虑的问题有。变压器参数是否正确,频率是否恰当,死区时间是否足够,驱动电源电流是否足够,以及驱动电源是否拖尾等。
二、整流部分发热
整流部分发热通常与输出电流大小呈正关系。电流越大发热量越大。设计时如果输出电压较低时可以考虑使用压降较为低的肖特基类二极管或者模块整流,从而大大减小输出电流所带来的压降而发热的现象。当输出电流大于500A时应考虑时候更为稳定的模块整流。
三、变压器和电感发热
通常在设计参数正确的情况下,变压器和电感发热量是在接受范围内的,只需散热风扇稍微带一下热量即可。当变压器参数不当或者超负荷工作时会严重发热,当温度接近150℃时会使得变压器磁通量瞬间突然消失。变压器磁通量消失时,会使得变压器输入端功率无法送出,导致变压器输入端短路,瞬间烧坏开关电源。电感如果电感量过大,会导致电感饱和使得电感失效,如果电感量过小则达不到输出储能的作用。
在设计时应考虑以上三者的通风位置和走线距离,寻找一个平衡点,使得大功率开关电源良好运行。