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可编程电源散热片设计有哪些创新方法?

2025-06-26 11:18:54  点击:

在可编程电源散热片设计中,可采用以下创新方法:

  1. 采用新型散热材料:例如石墨烯导热垫片,其单层石墨烯的理论导热系数可达5300W/mK,通过取向工艺后,施加合适的封装压力,热阻低至0.04℃cm²/W,可有效提高散热效率。此外,也可选择导热性能好的材料作为散热片的基材,如铝合金或铜合金,并根据具体应用场景进行表面处理(如阳极氧化、喷涂等)以提高耐腐蚀性。

  2. 优化散热片结构

    • 自然对流散热片设计:良好的底部厚度设计必须由热源部分厚而向边缘部份变薄,空气层的厚度约2mm,鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。同时,要注意鳍片角度、厚度、高度的平衡,避免前端传热困难或表面积减少。
    • 强制对流散热片设计:可通过增加空气流速、将平板型鳍片做横切、采用针状鳍片设计、利用冲击流冷却等方式提高散热效率。例如,针状鳍片散热片具有较轻及体积较小的优点,同时也有较高的体积效率,更重要的是具有等方向性,适合强制对流散热。
  3. 集成主动散热系统:在某些高性能可编程电源应用中,可考虑集成风扇或其他主动散热系统来进一步增强散热效果。这些系统可以通过强制对流来加速热量的排出,从而降低电源的温度。

  4. 利用热模拟工具进行优化:在设计阶段,使用热模拟工具对可编程电源的散热方案进行预测和优化。通过热模拟,可以准确地预测出电源在工作时的温度分布和热点位置,从而有针对性地优化散热设计。例如,可以调整散热片的布局、增加散热通道的数量或改变其形状等,以有效降低热点温度,提高散热效率。

  5. 采用顶部散热封装技术:这种技术可优化利用电路板空间,实现最高电路板利用率,提高功率密度和效率,同时减轻重量。例如,英飞凌的QDPAK和DDPAK顶部冷却(TSC)封装,优化利用电路板空间,采用开尔文源极连接,减少源极寄生电感,提高了散热效率。

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