工程师不可不知的开关电源关键设计（五）

器底座，铜不但可以快速引走热源如CPU Die的温度，自己的温度上升也比铝的散热片缓慢。因此铜更适合做成散热器的底面。

不过，这两种金属的结合比较困难，铜和铝之间的亲和力较差，如果接合处理不好，便会产生较大的介面热阻（即两种金属之间由于不充分接触而产生的热阻）。在实际设计和制造中，厂商总是尽可能降低介面热阻，扬长避短，往往这也体现了厂商的设计能力与制造工艺。

4、导热媒介-导热硅胶。

a、什么是热阻？

所谓“热阻”（thermal resiSTance），是指反映阻止热量传递的能力的综合参量。热阻的概念与电阻非常类似，单位也与之相仿——℃/W，即物体持续传热功率为1W时，导热路径两端的温差。

b、空气在自然界中的热阻最大，其数值接近0.03W/mK；

c、填充发热体和金属散热片之间的缝隙，减少空气，使发热体和散热片呈现直接对流散热。

d、导热硅胶片也可以间接散热，即裸露在外面、所以有散热片的叫法。

5、散热模组结构

最后发热体+导热硅胶+散热片，构成了一个散热设计的基本三明治结构，在整过过程中，我们都在和空气打交道，实际上空气层成了我们散热学上最大的挑战，不管我们是增大散热器的面积，还是添加导热介质，都是为了除去空气层。

四、彩电开关电源的分析

目前在电器中使用最多的电源就是开关稳压电源，彩电、平板电视、显示器、D V D 等等，开关电源的故障率也是很高的，工作在大电流、高电压、大功率状态。

开关电源使用率高，有串联型稳压电源无法媲美的优越性

1 、效率高：开关型稳压电源的调整管工作在开关状态，因此，功耗很小，效率可大大提高，其效率通常可达80%～90% 左右。

2、重量轻：开关型稳压电源常采用电网输入的交流电压直接整流，省去了笨重的工频变压器。

3、稳压范围宽：输入交流电压在80～260V 之间变化时，都能达到良好的稳压效果，输出电压的变化在2% 以下，与此同时仍保持高效率。

4、安全可靠：在开关型稳压电路中，具有各种保护电路。

5 、滤波电容容量小：由于开关信号频率高，滤波电容的容量大大减小。

6、功耗小，机内温升低：由于晶体管工作在开关状态，不需采用大散热器，机内温升低，因此整机的可靠性和稳定性也得到一定程度提高。

开关电源工作状态分析

开关电源按照负载与储能电感的连接方式来分，通常有串联型开关电源与并联型开关电源大类，串联型开关电源因电网电压与主板地线不隔离的缺陷容易发生触电事故，故目前绝大多数用并联型开关电源，并联开关电源主板地线不与电网相线相连，习惯上称为“冷底盘电路”或称为“冷机心”。目前用得最多的是自激式振荡开关脉冲调宽式稳压电源，有些引入了行同步功能。

　　图1 工作原理示意图

　　图2 波形图

从图中可以看出只要控制了开关管的导通时间（也就是脉冲宽度，故叫脉宽调整）就控制了电感L1 充电时间，从而控制了负载的供电量，开关管工作在开关状态，开关管在截止时电感L1会产生很高的自感电压，相当于电源的整流以后电压10陪，约有3000V左右，故要求开关管耐压要高，且要求L1 有合适的RC 放电回路。

前10 年的彩电以三洋公司研发的A3电源居多，以分立元件为主，但目前的彩电是一块IC 加一个开关管的形式，或直接就是一块IC 厚膜的形式。

图3是2007 年TCL 公司推出的2188F纯平彩电的电源部分，用了一个IC ：

图3

TDA16846 加一个开关管：场效应管BUZ91A 的形式，整个电路结构显得比较简单，这电路没用光电耦合器做反馈。

彩电一般的开关电源是由振荡电路、稳压电路和保护电路三大部分组成。

1、振荡电路：开关电源振荡电路分为晶体管振荡电路和集成块振荡电路，如STR-S？？系列IC，TEA2104、TDA4601、TDA4605、TDA2261、TDA16846 等等。

2、稳压电路：开关电源的稳压原理均采用脉冲调宽式的稳压方式，即通过自动改变开关功率管的关闭和导通时间的比例，或通过改变振荡器输出脉冲的占空比来达到稳压的目的。稳压部分的电路由取样、比较、控制三个部分组成，很多机芯此部分电路是采用IC（如SE110 等IC）和光耦件组合而成，而有些机芯则采用分立元件组成（多为国产机），而有些机芯采用的电源IC本身就集成了这部分电路（如部分串联型开关电源IC）。

3 。保护电路：彩电开关电源都设有保护电路，其保护方式均是使电路停振。有过流保护、过压保护和欠压保护（短路保护），还有过热保护。过流保护电路其过流取样点，大部分电视机中都是在主振功率管的发射极电位上。过压保护电路的取样点一般取自220V交流经整流滤波后的电压或主负载供电电压，通过一个齐纳二极管