电源模块发热4个常见原因及预防措施（全文完整）

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　第 1 页共 4 页 电源模块发热的 4 个常见原因及预防措施

　目录

　1. 序言............................................................................................................................................ 1 2. 电源模块发热的 4 个常见原因 ................................................................................................ 2 2.1. 使用的是线性电源导致发热 ............................................................................................................... 2 2.2. 负载太小，不合适 .................................................................................................................................. 3 2.3. 负载过流难题 ............................................................................................................................................ 3 2.4. 环境温度过高或散热不良 .................................................................................................................... 4 3. 预防电源模块发热的措施 ........................................................................................................ 4

　1. 序言 电源模块在电压转换过程中会产生能量损失，(双电源自动转换开关)这些损失会以发热的形式出现，从而导致模块发热，降低转换效率，影响正常工作。这里谈谈电源模块下的常见原因和解决方案。

　你用的是线性电源吗？线性电源通过调节调节管 RW 来改变输出电压。由于调节管相当于一个电阻，电流通过电阻时会发热，导致效率低下。为了防止功率模块严重发热，解决方法是加大散热器、空气冷却、添加导热材料或开关电源。

　电源负载太小，即电源控制电路进行负载阻抗比较大，电源对负载的输出电流比较小。有些学生电源是不允许轻载的，否则可能会使电源设计电路输出的直流工作提供电压升高导致很多，造成对电源电路的损坏。电源模块通过一般有最小负载限制，不同生产厂家会有所发展差异，不过我们一般为 10%左右。如果没有负载过轻，解决这些措施分析可以在输出端并联一个假负载。

　电源过载，即电源电路负载电流短路，使电源电路输出的电流较大，超出了电源的范围。对于无过电流保护的电源模块，输出稳压、过电压、过电流保护的解决方案是在输入端外带有过电流保护的线性调压器。

　如果环境温度过高或散热不良，使用电源模块前应考虑电源模块的温度等级和实际工作温度范围，可根据负载功率和实际环境温度进行降额设计。

　现在的功率模块向高功率密度发展缓慢，但散热性能也出现了差。如果电

　第 2 页共 4 页 源采用 100W，输入 24V，输出 5V，采用单管正激电路，采用 uc3843b 芯片控制，无有源嵌入和同步整流，工作频率为 300kHz。该模块不能用于 100W长期运行，长期运行会使 MOSFET 或次级二极管发生热击穿，以下分析看看是否可以改善问题。

　第一种方法是增加一个 MOSFET，并联使用多个 MOSFET 并改变驱动。3843B 不能驱动多个 MOSFET，效果也不好，增加了成本，到现在也没解决问题。第二种方法是添加一个次级二极管，并使用多个并联连接，但它与第一种方法类似。以上两种方法简单用于分析，并没有取得很好的效果。超高功率密度模块的散热性能需要提高。

　总得来说，电源管理模块的发热和散热措施与企业内部控制元件、体积、绝缘结构材料的导热性能、压紧力、壳的导热性能、外部风流等因素进行有关，一般从以上提出几点问题入手。

　电源技术博大精深，应用领域也是非常广泛，从工业、汽车到光伏和医疗等都可以看到它的身影。一个完整的电源需要很多模块组合起来，其中电源模块就是其中最关键的一部分。对于工程师们而言，电源模块发热是经常遇到的难题，本文带大家来认识下电源模块发热的原因及对应的预防措施。

　2. 电源模块发热的 4 个常见原因 电源模块发热问题会严重危害模块的可靠性，使产品的失效率将呈指数规律增加。高温会导致电解电容的寿命降低、变压器漆包线的绝缘特性降低、晶体管损坏、材料热老化、低熔点焊缝开裂、焊点脱落、器件之间的机械应力增大等现象。

　危害如此之大，需要马上排查发热原因，以下是电源模块发热常见的四个原因：

　2.1. 使用的是线性电源导致发热 线性电源通过调节调整管 RW 改变输出电压的大小。由于调整管相当于一个电阻，电流经过电阻时会发热，导致效率不高。

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　图 1 线性电源原理图 为了防止功率模块严重发热，解决方法是加大散热器、空气冷却、添加导热材料或开关电源。

　2.2. 负载太小，不合适 电源轻载，即电源电路负载阻抗比较大，这时电源对负载的输出电流比较小。有些电源电路中不允许电源的轻载，否则会使电源电路输出的直流工作电压升高很多，造成对电源电路的损坏。一般电源模块有最小的负载限制，各厂家有所不同，普遍为 10%左右。建议在输出端并联一个假负载电阻。

　图 2 负载太小，并联假负载 2.3. 负载过流难题 电源过载，与电源轻载情况恰好相反，就是电源电路的负载电路存在短路，使电源电路输出很大的电流，且超出了电源所能承受的范围。对于无过电流保护的电源模块，输出稳压、过电压、过电流保护的解决方案是在输入端外带有过电流保护的线性调压器。

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　图 3 负载过流，增加线性稳压器 2.4. 环境温度过高或散热不良 使用模块电源前，务必考虑电源模块的温度等级和实际需要的工作温度范围。根据负载功率和实际的环境温度进行降额设计。

　3. 预防电源模块发热的措施 1)首先在采购时也要注意挑选高可靠的电源模块。如何判断电源模块质量呢？高可靠的电源模块有以下 4 点特征：

　①.采用高质量元器件； ②.电路设计必须采用保护器件； ③.其电路板涂上三防漆； ④.电源模块有 CE、UL 认证、ROHS 认证。

　2)其次，在许多应用中，电源模块基板上的热量经导热元件传导到较远的散热面上。这样，电源模块基板的温度将等于散热面的温度、导热元件的温升及两接触面的温升之和。导热元件的热阻与其长度成正比，与其截面积及导热率反比，选用适当的导热材料和截面积，也可以减小导热元件的热阻。

　总得来说，电源模块的发热和散热措施与内部控制元件、体积、绝缘结构材料的导热性能等因素相关。

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