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陶瓷垫片在大功率电源产品中的应用(2)

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-01-13  来源:《电源世界》  浏览次数:1173
⑴双陶瓷垫片两个开孔的距离是固定的,因此在PCB 设计时要保持两个MOS 管的中心距离为19mm;结构设计时,散热器上两个MOS 管的开孔距离为19mm。   

    ⑵如果两个功率MOS 管功耗较大,且散热器安装在PCB 底部,MOS 管的边缘距离散热器的边缘不可太近,具体要根据热仿真分析的结果来定该尺寸的大小,否则散热效果会大大打折扣。


 
图5 双陶瓷垫片在PCB 和结构设计上的各个参数及其尺寸大小

    5、陶瓷垫片在电子负载中的应用

    某电子负载(模块电源高温老化专用负载)共有16路,每路工作电流为10A(每路用一个功率MOS管做电子负载),每个功率MOS管的功耗高达32W,必须采取有效的散热措施来确保功率MOS管安全可靠地工作。因整个系统的功耗非常大,所以采用了4个150mmx120mm大型铝散热器(厂家无法加工一个长型铝散热器,所以用4个铝散热器替代),散热器位于PCB底部。功率MOS管选用IRFP150P(TO-247封装),将其卧倒安装在底壳散热器上,其导热材料选取了高导热性能的陶瓷垫片(普通导热垫片无法满足设计要求)。因产品无需做加强绝缘处理(内部电路对外壳电压差为10V~65V),故采取了镙钉方式固定功率MOS管,满足功能绝缘即可。

    表1给出了该电子负载在常温25℃、风冷条件下的工作温度。从表1中的数据得出:功率MOS管的工作温度在45.3℃~66.3℃之间。该电子负载要求在高温65℃的条件下工作,则要再加上40℃的温升,可得出功率MOS管的工作温度在85.3℃~100.3℃之间,所有功率MOS管(其最高工作温度为160℃)的温升都在允许范围内。说明陶瓷垫片的导热性能非常优异,能满足大功率电源产品的散热要求。 

 


表1  电子负载在常温25℃、风冷条件下的工作温度

    6、结语

    采用陶瓷垫片作功率器件和散热器之间的导热材料,具有导热效率高、耐高温/耐高压、受热均匀、散热快、结构简单紧凑,在大功率电源产品中具有广泛的应用前景。本文分析了陶瓷垫片的性能特点,并对它在电源产品应用中的安规、工艺、结构等设计进行了探讨,最后给出了在电子负载(模块电源高温老化专用负载)上的应用结果。

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