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关于模块电源散热的问题

模块电源的功率密度高,这时业界公认的.但功率提高的同时,自身的散热就成了问题,当然,我们可以通过提高效率等等途径进行改进,但并不是每一款电源都能大幅度提升的.
  小弟是刚刚入行模块电源的人,有很多不懂的地方,需要像各DX们请教,万望各位DX不要吝啬,大家共同探讨,共同提高.
  前些天在实验一块模块的时候,功率并不高,只有100W,Vin24V Vout5V,采用单管正激电路,使用的是UC3843B芯片控制,没有采用有源嵌位和同步整流,工作频率300KHZ,发现它并不能长期实际工作在100W,长期工作的话,会使MOSFET或者次级二极管击穿,应该是热击穿,现在,我想能不能想办法让它可以长期工作在100W下,模块尺寸82*56*15mm
  曾经试过:1 增加MOSFET,使用多MOSFET并联,当然,驱动也有更改,3843B驱动不了多MOSFET,但是效果并不好,增加了成本,还没解决问题.多个MOSFET并不能同时导通,总会有先有后,所以总是会有一个MOSFET击穿.
             2 增加次级二极管,使用多个并联,效果与方案1类似,也不理想.
小弟实在是没法子了,各位DX帮忙出个主意吧.
(因空间限制,加散热片不现实,)
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dadodo
LV.7
2
2008-05-23 16:57
主要问题还是3843驱动能力有限,可以适当降低频率或选择结电容小的MOS管.再不行只能换芯片.
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dadodo
LV.7
3
2008-05-23 17:03
5V100W输出20A电流,次级还用二极管整流?发热很厉害的,换同步整流吧.
输入24V平均5A电流,不是太差的MOS管都能胜任,那用得着多个并呢?
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化生
LV.4
4
2008-05-26 08:18
@dadodo
5V100W输出20A电流,次级还用二极管整流?发热很厉害的,换同步整流吧.输入24V平均5A电流,不是太差的MOS管都能胜任,那用得着多个并呢?
首先谢谢dadodo的回复,UC3843B的驱动峰值电流1A,我已经把驱动电路更改了,改成用3843驱动两个对管,对管接的自供电,然后驱动MOSFET的,应该不是驱动能力不足吧?
如果换成同步整流,我对同步整流没接触过,曾经试过用电压自驱动的方式,但是效果很不理想,空载的输入电流很大,并且有的时候,续流MOSFET会被击穿,换成IC驱动的,因为成本问题,老板一直没通过,真不知道该如何是好了.
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2008-05-26 08:44
我是做散热的,从散热的角度看,如果主要发热元件是贴在PCB表面的话,在layout时增加表面铜的面积或加热过孔,让热更好的扩散,都会有降低温度的作用.另,如果是用在风冷环境中,还可改善发热元件的吹风条件;如果是自然冷的环境,也可以通过其他方式优化散热使其温度降低.希望对你有帮助,:)
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化生
LV.4
6
2008-05-26 08:51
@alexandler
我是做散热的,从散热的角度看,如果主要发热元件是贴在PCB表面的话,在layout时增加表面铜的面积或加热过孔,让热更好的扩散,都会有降低温度的作用.另,如果是用在风冷环境中,还可改善发热元件的吹风条件;如果是自然冷的环境,也可以通过其他方式优化散热使其温度降低.希望对你有帮助,:)
首先多谢 alexandler 的回复,我现在弄的是模块电源,因空间限制,我没有把发热器件直接焊接在PCB上,而是反方向焊接,让发热器件与金属外壳绝缘后接触,帮助散热.还有,模块电源是要灌胶的,所以不存在风冷直吹发热器件的条件.
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2008-05-26 08:57
@化生
首先多谢alexandler的回复,我现在弄的是模块电源,因空间限制,我没有把发热器件直接焊接在PCB上,而是反方向焊接,让发热器件与金属外壳绝缘后接触,帮助散热.还有,模块电源是要灌胶的,所以不存在风冷直吹发热器件的条件.
那你的原件散热就跟绝缘材料的导热性能,压紧力,壳的导热性能以及面积,壳外部的的风流条件有关.也有机会做适当的优化.
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化生
LV.4
8
2008-05-26 09:02
@alexandler
那你的原件散热就跟绝缘材料的导热性能,压紧力,壳的导热性能以及面积,壳外部的的风流条件有关.也有机会做适当的优化.
有道理!!!不过为了耐压能过,元件肯定要与外壳绝缘的,目前使用的是硅胶纸,导热效果并不怎么理想,不知道有没有更好的替代产品,当然,还要考虑成本
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2008-05-26 09:09
@化生
有道理!!!不过为了耐压能过,元件肯定要与外壳绝缘的,目前使用的是硅胶纸,导热效果并不怎么理想,不知道有没有更好的替代产品,当然,还要考虑成本
硅胶纸也有不同的型号,各个型号的导热效果有差异.我觉得你首先去看看硅胶纸是不是不能良好散热的主要矛盾吧,如果是的话当然拿它开刀,如果不是就不用管它了.
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化生
LV.4
10
2008-05-26 09:13
@alexandler
硅胶纸也有不同的型号,各个型号的导热效果有差异.我觉得你首先去看看硅胶纸是不是不能良好散热的主要矛盾吧,如果是的话当然拿它开刀,如果不是就不用管它了.
多谢多谢,马上去试试
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胡庄主
LV.7
11
2008-06-07 13:06
@化生
多谢多谢,马上去试试
算过被击穿的管子上面LOSS有多大吗,这个损耗会不会造成管子坏掉
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delahair
LV.4
12
2008-06-07 15:46
@胡庄主
算过被击穿的管子上面LOSS有多大吗,这个损耗会不会造成管子坏掉
我也觉得未必会是热应力超标.把过温保护点放低一点,让mos管在结温超过150之前就保护,如果再坏管子就不是热应力造成的.
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化生
LV.4
13
2008-06-10 13:08
@胡庄主
算过被击穿的管子上面LOSS有多大吗,这个损耗会不会造成管子坏掉
被击穿的管子上面LOSS有多大,因为我是个新手,LOSS是什么意思啊?我是菜鸟,求教了.
  现在这个问题也没有解决,请问有什么好的解决办法吗?
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胡庄主
LV.7
14
2008-06-10 22:18
@化生
被击穿的管子上面LOSS有多大,因为我是个新手,LOSS是什么意思啊?我是菜鸟,求教了.  现在这个问题也没有解决,请问有什么好的解决办法吗?
兄弟你太幽默了,装个词霸吧
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化生
LV.4
15
2008-06-11 08:17
@胡庄主
兄弟你太幽默了,装个词霸吧
兄台建议不错,今天装好了.你说的损耗是导通损耗和开关损耗吗?我使用的是IRF840的开关管,32CTQ030的整流管.输入电压18V到144V,输出电压5到48V.导通损耗就已经很大了,何况还有开关损耗.有源嵌位和同步整流我还不会弄,因为高度的原因,用这几个管子只能平面焊接在PCB上,利用外壳帮助散热,我也想给加上散热片,但是不知道怎么加啊.高度受限制了
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amingda
LV.4
16
2008-06-11 09:32
@化生
兄台建议不错,今天装好了.你说的损耗是导通损耗和开关损耗吗?我使用的是IRF840的开关管,32CTQ030的整流管.输入电压18V到144V,输出电压5到48V.导通损耗就已经很大了,何况还有开关损耗.有源嵌位和同步整流我还不会弄,因为高度的原因,用这几个管子只能平面焊接在PCB上,利用外壳帮助散热,我也想给加上散热片,但是不知道怎么加啊.高度受限制了
你24V模块的电压范围太宽了点吧!18~144V?24V的模块一般是18V~36V啊!那么宽的范围不适合做模块!IRF840的损耗太大了,建议用740!
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amingda
LV.4
17
2008-06-11 10:05
@amingda
你24V模块的电压范围太宽了点吧!18~144V?24V的模块一般是18V~36V啊!那么宽的范围不适合做模块!IRF840的损耗太大了,建议用740!
32CTQ030的整流管建议用两个,温度应该会降点!
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化生
LV.4
18
2008-06-11 11:20
@amingda
32CTQ030的整流管建议用两个,温度应该会降点!
兄弟说的不错,我说的是一个系列的,24V输入的确实范围是18到36V.不过我顺便把这个系列都说了,呵呵
整流管我也使用了两个了.但是效果一样不明显.这几天就为这事发愁呢.
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amingda
LV.4
19
2008-06-11 11:54
@化生
兄弟说的不错,我说的是一个系列的,24V输入的确实范围是18到36V.不过我顺便把这个系列都说了,呵呵整流管我也使用了两个了.但是效果一样不明显.这几天就为这事发愁呢.
那你现在发热最大的是哪里?MOS管?整流管?变压器?
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amingda
LV.4
20
2008-06-11 11:55
@化生
兄弟说的不错,我说的是一个系列的,24V输入的确实范围是18到36V.不过我顺便把这个系列都说了,呵呵整流管我也使用了两个了.但是效果一样不明显.这几天就为这事发愁呢.
**此帖已被管理员删除**
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化生
LV.4
21
2008-06-11 14:20
@amingda
**此帖已被管理员删除**
加你了,amingda兄,我的模块发热最高的就是整流管和MOS管了
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zhenxiang
LV.10
22
2008-06-11 21:58
@化生
加你了,amingda兄,我的模块发热最高的就是整流管和MOS管了
不好弄 在这么小的体积下热量散不出去是关键  100W 做成模块好想不多吧.
要不就的是砖型的 采用同步整流
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化生
LV.4
23
2008-06-12 08:21
@zhenxiang
不好弄在这么小的体积下热量散不出去是关键  100W做成模块好想不多吧.要不就的是砖型的采用同步整流
嗯,我也是这么想的,但是问题的关键是 即使换成同步整流技术,效率也不可能在提高多少了,我现在已经90%左右了,大多数达到89%.用同步整流效率不会更高多少了,那样还是有很大的损耗,散热还是问题
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temp1234
LV.5
24
2008-06-14 20:51
@化生
嗯,我也是这么想的,但是问题的关键是即使换成同步整流技术,效率也不可能在提高多少了,我现在已经90%左右了,大多数达到89%.用同步整流效率不会更高多少了,那样还是有很大的损耗,散热还是问题
My personal suggestion: pick-up ideas form your compaitors is the best way!! Especially the world-wide brands, their products has a lot of solutions! Once you solved it then back to tell us your result! good luck!
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alexandler
LV.3
25
2008-06-16 10:10
@temp1234
Mypersonalsuggestion:pick-upideasformyourcompaitorsisthebestway!!Especiallytheworld-widebrands,theirproductshasalotofsolutions!Onceyousolveditthenbacktotellusyourresult!goodluck!
这招够狠
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化生
LV.4
26
2008-06-16 13:27
@temp1234
Mypersonalsuggestion:pick-upideasformyourcompaitorsisthebestway!!Especiallytheworld-widebrands,theirproductshasalotofsolutions!Onceyousolveditthenbacktotellusyourresult!goodluck!
汗......
教我去借鉴别人的方法啊?
但是每个R&D的设计思路不一样啊,这样就像是大海里捞针,困难重重.
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temp1234
LV.5
27
2008-06-16 14:13
@化生
汗......教我去借鉴别人的方法啊?但是每个R&D的设计思路不一样啊,这样就像是大海里捞针,困难重重.
The same as you came here to get other engineers' advices!
Actually you have to see some good products or well designs then you can got so many ideas for your design! Every long-standing products are have a lot of wisedom in it! Not olny you even me also pick-up ideas form others! It isn't copy, You have to implement that idea into your case solve your problem, you have to over-come some difficults then done! For this case: if you don't change the circuit then you have two ways only: one is better components(SIC?) the other one is heat-sink(mini-size? copper attach? or better potting?) the gap is "因空间限制,加散热片不现实" You have to add some kind of 散热片!!
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化生
LV.4
28
2008-06-16 14:44
@temp1234
Thesameasyoucameheretogetotherengineers'advices!Actuallyyouhavetoseesomegoodproductsorwelldesignsthenyoucangotsomanyideasforyourdesign!Everylong-standingproductsarehavealotofwisedominit!Notolnyyouevenmealsopick-upideasformothers!Itisn'tcopy,Youhavetoimplementthatideaintoyourcasesolveyourproblem,youhavetoover-comesomedifficultsthendone!Forthiscase:ifyoudon'tchangethecircuitthenyouhavetwowaysonly:oneisbettercomponents(SIC?)theotheroneisheat-sink(mini-size?copperattach?orbetterpotting?)thegapis"因空间限制,加散热片不现实"Youhavetoaddsomekindof散热片!!
您的建议非常好!!!其实我不光是这款产品有散热问题要解决,我大多数产品都多多少少会有这方面的问题,与其一点点的探索,不如直接站在别人的肩膀上.
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temp1234
LV.5
29
2008-06-16 16:25
@化生
您的建议非常好!!!其实我不光是这款产品有散热问题要解决,我大多数产品都多多少少会有这方面的问题,与其一点点的探索,不如直接站在别人的肩膀上.
Yes! Especially, Standing on a Giant shoulder may better! But You have to be very carefully on patent trips! They also protect their property well! By the way, you are wellcome to discussion on your ideas!
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化生
LV.4
30
2008-06-16 17:28
@temp1234
Yes!Especially,StandingonaGiantshouldermaybetter!ButYouhavetobeverycarefullyonpatenttrips!Theyalsoprotecttheirpropertywell!Bytheway,youarewellcometodiscussiononyourideas!
你的建议非常好,我会好好考虑考虑的,多谢多谢!
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zhouxiaoyi
LV.5
31
2008-06-25 19:15
@化生
你的建议非常好,我会好好考虑考虑的,多谢多谢!
5V20A即使用1/8砖做的92%的效率也没问题.当然二极管整流会差的多.
你的问题应该是设计问题加散热问题.用二极管整流发热本身就很厉害的.至少用RC吸收下的.原边管可接嵌位电路吸收的.管子上可背小散热器的.
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