DC/DC電源模塊散熱器的設計及熱分析

　　溫度是影響DC/DC電源電路可靠性的重要因素之一。高、低溫及其循環(huán)會對大多數電子元器件產生嚴重影響。它會導致電子元器件的失效，進而造成電源整機的失效。多芯片模塊(MCM)和高密度三維組裝技術的出現(xiàn)使得電子設備的熱流密度越來越高?？茖W合理地設計電子設備以滿足其熱性能的要求在電源模塊設計中至關重要。熱管具有一種高效的傳熱能力，配以合理散熱鰭片，將提高散熱器的散熱效果。本文以數值傳熱理論為基礎，通過3D設計軟件Solidworks建立一套DC/DC電源模塊的散熱器模型，并利用熱流分析軟EFD.Pro對電源模塊進行熱分析仿真技術研究。

　　引言

　　隨著電子元器件的小型化、微小型化，集成電路的高集成化和微組裝等的發(fā)展，元器件、組件的熱流密度不斷提高，熱設計也正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)[1]。電源散熱結構的好壞直接影響到電源系統(tǒng)能否長時間穩(wěn)定工作。以傳熱學和流體力學為基礎，結合電子設備的具體結構，設計合理高效的散熱裝置，輔以先進的熱分析軟件仿真研究，為電子設備創(chuàng)造出一個良好的工作環(huán)境，確保發(fā)熱元器件以及電源系統(tǒng)在允許的溫度下能夠穩(wěn)定可靠地工作。

　　資料表明，為保證工作穩(wěn)定性和延長使用壽命，芯片的最高溫度不得超過85℃[2]。器件的工作溫度每升高10℃，其失效率增加1倍[3]。為保證電子設備正常運行的安全性和長期運行的可靠性，采用適當、可靠的方法控制電子元器件的溫度，使其在所處的工作環(huán)境條件下不超過穩(wěn)定運行要求的最高溫度。

　　DC/DC電源模塊熱分析流程

　　1)分析電源電路的布局結構，然后確定主要發(fā)熱元器件。

　　2)分析電源電路對應的熱路，確定傳熱途徑，繪出等效的熱模型。

　　3)利用Solidworks建立該電源散熱器的3D模型，然后利用專業(yè)熱仿真軟件EFD.Pro，根據流體力學和數值傳熱學原理，結合實際的熱邊界條件，對建立的模型進行仿真模擬。

　　4)對仿真結果進行分析。通過對模型進行仿真模擬，分析其模擬結果是否符合電源正常工作的要求。