---- 传统的高功率密度DC/DC转换器(采用全砖、半砖或四分之一砖设计)的散热是靠环氧树脂外壳和安装在管脚背面的铝制散热底板完成的。密闭外壳式封装一度被认为是可同时满足散热要求和外壳材料成本要求的封装形式。
---- 然而,新的SMT器件封装使得所有的功率耗散器件都可直接安装在带绝缘金属衬底的电路旁,不再需要外壳。而且外壳式设计固有的热特性和物理特性的缺陷也会限制转换器所能提供功率的大小。
更高的功率
---- 开架式结构产品(见图1)可比传统的外壳式产品具有更高的功率、质量和可靠性。通过对元件进行认真的挑选和放置,功率耗散器件被安装到IMS底板的内表面。发热量很少的控制电路被放置在远离底层板上发热器件的地方。
图1:开架式DC/DC转换器不仅比传统的
密封式产品能提供更大的功率,而且还提高了质量和可靠性。
---- 使用这种结构,传热底板上两边露出的表面使空气对流、冷却的有效面积扩大两倍以上。底板的温度是限制输出功率的一个因素,适度的气流就可使输出功率提升很多。
---- 如图2所示,这是高密度开架式转换器和传统密闭外壳式转换器的比较。两者处在60℃的100LFM的气流中,开架式结构的散热面积增加,输出功率可比外壳式结构的高79%。在采用空气冷却的系统中,这个易散热的优点对于多卡系统是很重要的,因为在多卡系统中,为获得所要求的终端产品的性能,板到板之间的距离要求是极为严格的。
---- 由于板和板之间的距离越来越小,对电源系统总高度的要求比对元器件占用面积的要求更为苛刻。开架式封装转换器的散热效率有助于减少DC/DC变换器的安装高度,因为它使用的散热器很小,有时就根本不需要散热器。
---- 减少热吸收不仅可提高功率密度,还可降低安装成本。除了使用小型散热器可以降低成本外,减少热吸收还可使板间距更加精细,从而减少了在多板数据通信和电信系统中整个系统的尺寸和成本。如果不安装散热器,就可得到最大的成本节约。
---- 使用开架式转换器的系统其可靠性也会增加,夹层板上控制电路的工作温度比底板上的电路至少低10℃,而在外壳式结构中,外壳的内部热耗散使得内部元器件温度比底板的最高温度还高20℃以上。
---- 根据Arrhenius方程——元器件可靠性的基本方程,温度每下降10℃,系统可靠性就会翻一番,因此控制电路的温度降低30℃,可靠性增加了8倍。
---- 系统的质量也同样可从开架结构中获益。密闭壳式产品的快速热循环会使壳体产生机械压力,损害内部的元器件。开架式结构消除了壳体和底板之间热膨胀系数的不匹配,从而减少了对元器件造成损害的可能性。对于要求工作在一个很宽温度范围内的系统来说,开架式结构应该是首选的。
避免尘污
---- 外壳式封装DC/DC变换器的尘污问题在终端用户的生产过程中仍然存在。尽管过程控制的不断优化已减少了这个问题的严重性,但在密闭处理过程中的缝隙仍可成为尘污入侵的通道。
---- 尽管目前大多数壳式封装的转换器可以用专门的水洗处理来清洁,但还会留有残余污物。开架式结构可进行真正的、彻底的水洗。平板变压器有防水的变压器绕组,开放式结构也可以使水很快地蒸发掉。 RFID技术网
原文地址:http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/4904.asp
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