选用不同DC/DC 电源模块的电气/散热性能问题探讨

先，气流是通过风速计测量得出的，还是通过容积计算得出的?但是，用于在模块前端直接测量气流的热线风速计能确保气流测算的准确性最高。其次，气流形式是扰动的，还是分层的?而分层气流属于更为保守的方法。目前，部分 DC/DC 电源模块既有水平封装形式，也有垂直封装形式。其中一些安装方位能实现较好的散热性能，这些性能通常会在模块产品说明书中予以标明。但是，设计人员必须了解其他安装方位的散热性能，并了解降额曲线是基于最佳方位还是最差方位测算得出的。

散热测试结果评价

虽然大多数散热性能通过采用散热成像摄像头中的数据计算得出，但是实际的测试设置和测量方法会对测量结果产生重大影响。图 6 和图 7 显示了隔离式四分之一砖型电源模块的一组热降额曲线，该模块在电流为 30A 时的额定输出电压为 3.3V。未受限散热测量方法用于生成如图 6 所示的热降额曲线，而受限散热测量方法用于生成如图 7 所示的热降额曲线。在两种测试设置方案中，最高组件温度、安装方位以及气流方向都相同。[5]

图6. 源自未受限测量方法的热降额曲线。

图7. 源自受限测量方法的热降额曲线。当温度为 70°C、气流速度为 1.0米/秒(200lfm)时，未受限设置方案中的降额曲线表明，模块应在最大电流为 18A 的条件下运行(如图 6 所示);而在气流受限设置的情况下测量同一模块时，降额曲线表明，模块可在最大电流达 23A 的条件下运行(如图 7 所示)。因此，如果系统设计人员的产品配置与受限设置不一致，将导致重大的风险——模块的内部组件将在比厂商推荐标准高得多的温度下运行，从而可能在以后引发可靠性方面的问题。

小结

系统设计人员常常发现产品说明书首页上的输出电流额定值与热降额曲线图所示的实际输出电流不一致，这种状况导致产品比较工作相当困难。而且，产品说明书首页上特别标注的项目也未提及测量降额曲线的测试条件。这就是为什么在进行散热性能的比较前，设计人员必须查看产品说明书的内页。在许多情况下，电源模块实际能输出的电流通常低于厂商在产品说明书首页中载明的数值。这种情况主要是由于测试设置和运行条件的差异造成的。

首先，为了弄清楚模块的散热性能，系统设计人员必须明确是采用热成像摄像头，还是热电偶来进行温度测量。其次，系统设计人员还必须弄清楚是在印刷电路板的单点测量温度，还是出于对更高准确性的考虑，直接在诸如 FET、控制 IC 以及磁性部件等多组件处测量温度。再者，就是弄清楚散热测试设置模式。部分厂商采用未受限设置方案;而其他一些厂商采用受限设置方案——从而生成变化更为陡峭的 SOA 曲线。最后，系统设计人员必须弄明白当评价散热性能时，厂商是否允许内部组件的温度接近或达到最大温度限额。为了消除 DC/DC 电源模块选择过程中的干扰因素，系统设计人员必须谨慎对待富于创意性的市场营销宣传。换言之，系统设计人员必须对散热数据和降额曲线进行仔细、严格的核查，或最好在实际应用过程中，通过评价模块的散热性能，来比较不同模块的性能。