目前,分布式電源架構(gòu)被廣泛用于通信和計算設(shè)備中,該電源架構(gòu)經(jīng)常采用板載電源(BMP)模塊,在盡可能靠近負載點的地方進行電源變換。多年來,器件、電路和封裝方面的發(fā)展使得BMP模塊效率更高、尺寸更小、重量更輕、厚度更薄。這些都導(dǎo)致電源密度的提高,進而為封裝技術(shù)帶來挑戰(zhàn)。
盡管開放式電源模塊設(shè)計具有厚度薄、重量輕等優(yōu)點,但在熱性能、強度和長期可靠性等方面會有設(shè)計上的不足。事實上,盡管市場上支持開放式電源模塊及其不需散熱器的呼聲甚高,但有關(guān)不同BMP封裝特性的公正客觀的數(shù)據(jù)卻很少。因此,許多BMP模塊用戶在為其特定應(yīng)用選擇合適的電源模塊時經(jīng)常會感到迷惑,有四類主要的BMP封裝需要考慮:單板封閉式、雙板封閉式、單板開放式和雙板開放式電源模塊。
單板封閉式與開放式電源模塊
人們經(jīng)常認為開放式模塊在熱性能方面的表現(xiàn)比相同的封閉式模塊要好,但這一點僅僅是部分正確的。影響熱性能的因素包括空氣流態(tài)圖(層狀或紊流狀)、氣流區(qū)域分布、材料性質(zhì)以及幾何配置,如電路板間距、器件間距和排列,因此僅僅有較大的表面積并不總是意味著更有效的熱傳遞和更好的熱性能。
雙板封閉式與開放式電源模塊
在同等條件下,開放式模塊氣流速度快。封閉式模塊表面積較小,并增加了某些器件的熱阻,這兩種因素都導(dǎo)致在同樣熱和電氣條件下,封閉式模塊溫度較高。
結(jié)語
在所有情況下,單板開放式模塊在熱性能方面并不比相同的封閉式模塊表現(xiàn)更好,而且在自然對流或空氣流速很低的情況下,封閉式模塊甚至比開放式模塊表現(xiàn)更好。當然,當空氣流速足夠大時,單板開放式模塊的溫度還是要比封閉式模塊低一些。與此相比,雙板開放式電源模塊的散熱性能始終超過雙板封閉式電源模塊。