温度对通信开关电源的影响以及常见的散热方式解析

随着世界的多元化发展，我们的生活在不断变化，包括我们接触到的各种电子产品。然后，您一定不知道这些产品的某些组件，例如通信开关电源。通信开关电源的主要组成部分是高频开关整流器，它随着电力电子理论和技术以及电力电子设备的发展而逐渐发展和成熟。使用软开关技术的整流器具有更小的功耗，更低的温度，体积和重量的显着减少以及整体质量和可靠性的不断提高。但是，每当环境温度升高10°C时，主要功率组件的寿命就会减少50%。

寿命迅速下降的原因是由于温度变化。由各种微观和宏观机械应力，铁磁材料和其他零件的集中引起的疲劳失效将在操作过程中交替施加应力的连续作用下产生各种类型的微观内部缺陷。因此，确保设备的有效散热是保证设备可靠性和使用寿命的必要条件。

电源是一种电能转换设备。在转换过程中，它需要消耗一些电能，并且电能被转换成热量并被释放。电子元件的稳定性和老化速度与环境温度密切相关。电力电子组件由多种半导体材料组成。由于功率元件在运行过程中的损耗是由其自身的热量耗散的，因此具有不同膨胀系数的多种材料的热循环会产生非常大的应力，甚至可能导致瞬时断裂并导致元件失效。如果功率元件在异常温度条件下长时间运行，会引起疲劳并导致断裂。由于半导体的热疲劳寿命，要求它们应在相对稳定的低温范围内工作。

电源的散热一般采用直接传导和对流传导二种方式，直接热传导是热能沿物体从温度高的一端向温度低的一端传递，其热传导的能力稳定。对流传导是液体或气体通过回转运动，使温度趋于均匀的过程。由于对流传导牵扯到动力过程，降温比较顺速。

通信开关电源冷却技术的设计必须首先满足行业的技术性能要求。为了更好地适应通信室的特殊环境使用环境，要求冷却方法高度适应环境温度变化。目前，整流器常用的冷却方法包括自然冷却，纯风扇冷却，自然冷却和风扇冷却的组合。自然冷却具有无机械故障，可靠性高的特点;无空气流通，灰尘少，散热好，无噪音。纯风扇冷却重量轻且成本低。风扇与自然冷却技术的结合，具有有效降低设备体积和重量，风扇使用寿命长，适应风扇故障的能力。

自然冷却方法是开关电源早期的传统冷却方法。该方法主要依靠大型金属散热器进行直接导热散热。传热Q = KA△t(K传热系数，A传热面积，△t温差)。当整流器的输出功率增加时，其功率分量的温度将升高，并且Δt的温差也将增加。因此，当整流器A的热交换面积足够时，其散热将没有时间滞后，并且功率组件的温差将很小。热冲击小。但是这种方法的主要缺点是散热器的体积大且重量大。

随着风扇制造技术的发展，风扇的工作稳定性和使用寿命大大提高，平均故障间隔时间为50,000小时。使用风扇进行散热后，可以减少散热器的体积，大大提高了整流器的体积和重量，也大大降低了原材料成本。随着市场竞争的加剧和市场价格的下降，这项技术已成为当前的主要趋势。

由于环境温度的变化和负载的变化，电源在运行过程中的散热能量，结合使用风扇和自然冷却方法可以快速散热。这种方法可以减小散热器的面积，同时增加风扇的散热量，使功率元件在相对稳定的温度场中工作，使用寿命不受外界条件变化的影响。这不仅克服了功率元件散热调节滞后的纯风扇冷却的缺点，而且避免了风扇使用寿命低影响整流器整体可靠性的问题。特别是当机房的环境温度非常不稳定时，将空冷和自冷相结合的冷却技术具有更好的冷却性能。整流器的材料成本介于纯风扇冷却和自然冷却之间，重量轻且维护方便。

在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验，这样才能促进产品的不断革新。