所有電子設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生熱量，因此效率不是100％。每個(gè)單元必須有一種散熱的方法，以防止損壞并最大化可靠性。這是通過(guò)熱管理（也稱(chēng)為冷卻）完成的。有多種方法可通過(guò)使用各種冷卻方法來(lái)最大程度地減少電源損耗。效率和可靠性部分是電源設(shè)備的設(shè)計(jì)冷卻方法的結(jié)果。本文概述探討了用于AC-DC和DC-DC電源的最常見(jiàn)的傳導(dǎo)和對(duì)流冷卻技術(shù)。

散熱器

散熱器是一種傳導(dǎo)冷卻，可通過(guò)直接與設(shè)備的冷卻器組件接觸來(lái)進(jìn)行熱傳遞。從技術(shù)上講，散熱器以兩種主要形式存在-帶鰭的散熱器和沒(méi)有鰭的散熱器。但是，工程術(shù)語(yǔ)通常將“散熱器”稱(chēng)為帶有鰭的散熱器，將“冷板”稱(chēng)為不帶

有鰭的散熱器

帶散熱片的散熱器由于與空氣的表面接觸增加而允許快速散熱，并經(jīng)常與強(qiáng)制風(fēng)冷結(jié)合以實(shí)現(xiàn)最大散熱。有關(guān)空間限制的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)通常將此選項(xiàng)限制為中型應(yīng)用程序。

冷板

冷板是一種傳導(dǎo)冷卻方法，其中使用厚金屬板將熱量從裝置中散發(fā)出去。在許多情況下，冷板是一種有效的熱管理解決方案，其中簡(jiǎn)單性和空間限制是一個(gè)問(wèn)題。但是，應(yīng)用程序的總體設(shè)計(jì)還必須考慮一種允許熱量從冷板上散逸的方法（可以使用自然氣流，熱化合物和/或強(qiáng)制空氣）。

液體

液體冷卻是指一種特殊的冷卻板，其帶有嵌入管中的冷卻液閉環(huán)運(yùn)行。可以是水，但在我們的應(yīng)用中通常是50％水/ 50％乙二醇的混合物。通過(guò)液體冷卻，基板可保持在非常穩(wěn)定的溫度，因此熱傳遞效率最高。對(duì)于無(wú)法選擇散熱器和風(fēng)扇的狹小空間，這是一個(gè)很好的解決方案。例如，由于尺寸和重量的限制，液體冷卻常用于飛機(jī)。地面車(chē)輛也依靠液體冷卻。

導(dǎo)熱膠

導(dǎo)熱化合物不是獨(dú)立的冷卻方法，但可以極大地幫助散熱片或冷卻板傳熱。導(dǎo)熱膏，也稱(chēng)為導(dǎo)熱膏或?qū)嵊椭且环N導(dǎo)熱材料，可以使設(shè)備與散熱器或散熱板組件之間均勻粘合。

自然氣流

技術(shù)上稱(chēng)為對(duì)流冷卻，自然氣流僅通過(guò)用較涼的空氣包圍設(shè)備即可將熱量從功率設(shè)備轉(zhuǎn)移出去。如果設(shè)備是封閉的，則可能需要在設(shè)計(jì)中包括通風(fēng)孔以幫助流通。自然氣流通常是最便宜的熱管理方案，并且由于缺少額外的機(jī)械部件來(lái)產(chǎn)生空氣流動(dòng)，因此自然產(chǎn)生的平均故障間隔時(shí)間（MTBF）當(dāng)然最佳。但是，依靠自然氣流進(jìn)行冷卻的電源在其安全溫度工作范圍內(nèi)受到嚴(yán)重限制。對(duì)于飛機(jī)，工業(yè)機(jī)器人，艦船和其他高能量設(shè)備等重負(fù)荷應(yīng)用，自然氣流不是冷卻相關(guān)電源的選擇。強(qiáng)制風(fēng)強(qiáng)制空氣是用于熱管理的自然氣流解決方案的升級(jí)版本。采用這種技術(shù)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇內(nèi)置在設(shè)備本身中，或者在支持的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中的其他位置指定，以冷卻電源并因此獲得最大額定輸出。使用強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)的一個(gè)考慮因素是，風(fēng)扇還會(huì)增加設(shè)備的效率，同時(shí)提供熱量管理。附帶說(shuō)明，風(fēng)扇可以減少內(nèi)部灰塵堆積的數(shù)量，從而有助于提高電源的整體效率和壽命。

應(yīng)該使用哪種冷卻技術(shù)

每種冷卻技術(shù)都為各種電源的熱管理提供了解決方案。在大多數(shù)情況下，冷卻系統(tǒng)將在初始設(shè)計(jì)階段根據(jù)客戶要求指定。在許多應(yīng)用中，可以使用幾種冷卻技術(shù)的組合。為提高能源效率而采取的全球舉措已迫使工程師改進(jìn)冷卻電源。但是，改進(jìn)的進(jìn)度很慢。宙斯盾工程經(jīng)理馬克·梅森（Mark Mason）稱(chēng)：“雖然可以實(shí)現(xiàn)99％的效率，但在我們一生中可能不會(huì)發(fā)生。100％當(dāng)然是物理上不可能的。”盡管所有工程師都普遍了解這一現(xiàn)實(shí)，但努力實(shí)現(xiàn)最佳效率仍然是所有行業(yè)的驅(qū)動(dòng)因素。決定電源設(shè)計(jì)需要哪種冷卻方法的因素很多。空間，效率，成本，重量和產(chǎn)生的熱量都是熱管理的重要考慮因素。

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