PICO電源模塊中溫度對技術(shù)的影響有哪些?
發(fā)布時間:2020-01-06 14:14:46 瀏覽:2574
對于一個功率模塊,在不同的使用領(lǐng)域,對工作溫度范圍的要求是不同的。采用高低溫試驗確定產(chǎn)品在低溫和高溫兩種極端氣候條件下的適應性和一致性。由于元件在低溫和高溫條件下的特性會發(fā)生變化,所以其性能參數(shù)具有溫度漂移的特性。因此,許多功率模塊在常溫下沒有問題,但在高低溫環(huán)境下測試時,發(fā)現(xiàn)其工作異常或性能參數(shù)明顯降低。
Pico電源模塊的低溫、高溫運行經(jīng)常會引起以下現(xiàn)象:工作振蕩,輸出電壓紋波和噪聲變大,頻率變化,輸出電壓跳變嚴重,模塊尖叫;啟動不良,如啟動過程中輸出電壓上升波形明顯下降,輸出電壓不穩(wěn)定,模塊完全啟動失?。浑娙葚撦d容量減弱,不能以最大容性負載啟動;啟動時輸出電壓過沖幅度大于規(guī)定范圍;重負載時輸出電壓顯著降低;負載或滿載;模塊高溫老化損壞,模塊無輸出;
pico電源模塊的熱設計是盡可能減少模塊內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,降低熱阻,并在滿足性能要求的前提下,通過熱設計合理選擇冷卻方式。熱組件應盡可能分布。在設計PCB時,必須保證印刷線的載流能力,印刷線的寬度必須適合電流的傳導。對于大功率芯片元件,可以采用大面積銅箔來增加PCB的散熱面積。通過填充導熱硅膠和樹脂,可以降低pico功率模塊內(nèi)部元件的溫升。對于功率較大的模塊,可以利用散熱片進行散熱,增加對流和輻射的表面積,從而大大提高電子器件的散熱效果。在室溫下長時間工作后,室溫下無澆注MOS管的最高溫度為85.5℃。然后,采用熱電偶和數(shù)據(jù)采集儀對灌封膠在高溫下的成品溫度進行測試,最高溫度為97.2℃。對于最高溫度為175℃的MOS管,溫度降降達到了一級降,性能相對較好。
在Pico功率模塊的應力設計中,重點對fet-40、mos-41、二極管、變壓器、功率電感、電解電容器、限流電阻等器件進行了設計,確保在全電壓范圍內(nèi)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、短路等各種極限條件下都有足夠的降額,以保證器件的可靠性產(chǎn)品。例如,對于最大電壓為100V的MOS晶體管,作為功率模塊的主電源開關(guān),測量最高輸入電壓下的各種狀態(tài),最大VDS=67.2V,降額因數(shù)為0.672,滿足I級降額,且余量足夠。
隨著pico功率模塊越來越小,功率密度也相應地越來越高。特別是帶電解電容器的功率模塊,高溫會加速電解液的消耗,大大降低電解電容器的壽命。高溫會加速元件材料的老化,如降低變壓器漆包線的絕緣特性,導致絕緣和耐壓不良,甚至引起匝間短路。良好的熱設計不僅可以延長電源模塊及其周邊部件的使用壽命,而且可以使整個產(chǎn)品受熱均勻,減少故障的發(fā)生
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