可编程电源：模块电源的热测试方法与步骤

热量的产生

想要探讨热设计方法，首先要清楚模块电源温升是如何产生的。根据能量守恒定律，电源的输入总功率应该等于其输出的总功率，也即能量转换效率（η）恒为100%，但是实际的情况是转换效率（η=1-Ploss/Ptotal）都是小于100%的，也就是说会有一部分能量（Ploss）损失掉。那么损失的这一部分能量消耗在哪里了？除了很小的一部分变成电磁波向空中散播外，其余的都变成了热能，促使其温度提升。过高的温度会使电源设备内部元器件失效，整个设备的可靠性降低。

联系损失功率与热量的参数是热阻（thermal resistance），它被定义为发热器件向周围热释放的“阻力”，正是由于这种“阻力”的存在，使得热点（hot points）和四周产生了一定的温差，就像电流流过电阻会产生电压降一样。不同的材质的热阻是不一样的，热阻越小，散热就越强，其单位为℃/W。

热量产生的处理

1 建模分析法

从上面的分析我们可以得到计算温升的第一种方法：分别建立各部分元器件的损失功率和热阻的模型，然后根据下面的公式求出该功率器件的温升值。

计算温升的一个基本表达式：

ΔΤ=RthJ-X·Рloss                  （1)

其中，ΔΤ=温度差值或者温升；RthJ-X =功率器件从结点到X的热阻。

可以看出：既然元器件的损耗功率是产生热量的根本原因，那么找出各个功率器件的损耗就成了解决热处理的关键。现在以金升阳公司的一个12W、效率为91%的产品来说明。

对于基于PWM的自驱同步整流正激变换器，一般应用电路原理如图1所示。

各功率器件的损耗如图2所示。在图2中，Pt是原边变压器损耗；Pl是输出滤波电感的损耗；Pmos是MosFET的损耗；Pd1是整流二极管的损耗；Pd2是续流二极管的损耗；Pother是其他器件的损耗和

现在，一些半导体器件厂商都能给出比较详细的有关损耗的参数，而电源研发人员，也能在实际的工程中计算出功率器件实际的损耗，进而不断地修正这些值，使得这些元器件的损耗能非常接近真实值。所以说要求出各功率器件在消耗一定功率产生的实际温升，现在的关键就要考虑热阻了。但是热阻的值一般会受到以下因数的影响很大，如功率元器件的损耗，空气流动的速度、方向、扰动的等级，邻近功率元器件的影响，PCB板的方向等。所以一般热测量的条件是很严格的。现在先看看对于一个是用于自然风冷，但四周密封且不用风机的功率元器件的热测试方法。