开关电源热设计的强制通风、金属PCB和元件布置

　　1 自然风冷与强制风冷

　　在开关电源的实际设计中，通常采用自然风冷与风扇强制风冷两种形式。自然风冷的散热片安装时应使散热片的叶片竖直向上放置，若有可能则可在PCB上散热片安装位置的周围钻几个通气孔，便于空气的对流。

　　强制通风冷却是利用风扇强制空气对流，所以在风道的设计上同样应使散热片的叶片轴向与风扇的抽气方向一致，为了有良好的通风效果，越是散热量大的器件越应靠近排气风扇，在有排气风扇的情况下,散热片的热阻见表。

　　表 在有排气风扇的情况下散热片的热阻

　　2金属PCB

　　随着开关电源的小型化，表面贴片元件广泛地应用到实际产晶中，这时散热片难以安装到功率器件上。当前克服这个问题的主要方法，是采取金属PCB作为功率器件的载体，主要有铝基敷铜板、铁基敷铜板、金属PCB的散热性能远好于传统的PCB，而且可以贴装SIVD元件。另有一种铜芯PCB，基板的中间层是铜板绝缘层采用高导热的环氧玻纤布黏结片或高导热的环氧树脂，它可以双面贴装SMD元件，大功率SND元件可以将SMD自身的散热片直接焊接在金属PCB上，利用金属PCB中的金属板来散热。

　　3发热元件的布置

　　开关电源中主要的发热元件有大功率半导体器件及其散热器，功率转换变压器，大功率电阻等。发热元件布局的基本要求是按发热程度的大小，由小到大排列，发热量越小的器件越要排在开关电源风道风向的上风处，发热量越大的器件越要靠近排气风扇。

　　为了提高生产效率，经常将多个功率器件固定在同一个大散热器上，这时应尽量使散热片靠近PCB的边缘放置。但与开关电源的外壳或其他部件至少应留有1cm以上的距离。若在一块电路板中有几块大的散热器，则它们之间应平行且与风道的风向平行。在垂直方向上则发热小的器件排在最低层而发热量大的器件排在较高处。

　　发热器件在PCB的布局上应尽可能远离对温度敏感的元器件，如电解电容等。