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：2553
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(yīng)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(yán)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，模塊完全啟動失敗；電容負(fù)載容量減弱，不能以最大容性負(fù)載啟動；啟動時輸出電壓過沖幅度大于規(guī)定范圍；重負(fù)載時輸出電壓顯著降低；負(fù)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(shè)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(shè)計合理選擇冷卻方式。熱組件應(yīng)盡可能分布。在設(shè)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(dǎo)。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(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(dá)到了一級降，性能相對較好。
在Pico功率模塊的應(yīng)力設(shè)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(jìn)行了設(shè)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(yīng)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(dǎo)致絕緣和耐壓不良，甚至引起匝間短路。良好的熱設(shè)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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