電源技術博大精深，應用領域也是非常廣泛，從工業(yè)、汽車到光伏和醫(yī)療等都可以看到它的身影。一個完整的系統(tǒng)需要很多模塊組合起來，其中電源模塊是最關鍵的一部分。對于工程師們而言，電源模塊發(fā)熱是經(jīng)常遇到的難題，本文帶大家來認識下電源模塊發(fā)熱的原因及對應的預防措施。

一、電源模塊發(fā)熱的4個常見原因

電源模塊發(fā)熱問題會嚴重危害模塊的可靠性，使產(chǎn)品的失效率將呈指數(shù)規(guī)律增加。高溫會導致電解電容的壽命降低、變壓器漆包線的絕緣特性降低、晶體管損壞、材料熱老化、低熔點焊縫開裂、焊點脫落、器件之間的機械應力增大等現(xiàn)象。危害如此之大，所以在實際設計中，盡可能要避免電源模塊發(fā)熱嚴重導致整個系統(tǒng)損壞。

1.應用場景錯誤

線性電源中常用的是LDO穩(wěn)壓器，其特點是線性調整，輸出電壓波動小，外圍器件少，成本低，適合負載較小，對電壓精度要求高的應用場景。

但是其天生的弊端是靠能量消耗的方式來進行降壓，所以輸出電流一般不會太高。可以簡單理解為LDO線性穩(wěn)壓器是具有一定的內部阻抗，電流經(jīng)過時，將一部分能量消耗掉了，流經(jīng)的電流越大，消耗的能量就越多，LDO穩(wěn)壓器的發(fā)熱量就越大。

所以如果將LDO使用在負載電流過大的場景中，發(fā)熱量就會非常之大。

2.效率太低

在DCDC開關電壓調整器中，核心的關鍵是在內部集成的兩個開關管Q1和Q2，這兩個開關的品質決定了整個DCDC電壓調整器的效率，市面上大部分DCDC電壓調整器的效率可以達到90%以上，當你如果選用效率過低的時，多余的能量還是以熱能的形式消耗了，主要是Q1和Q2的內阻消耗電流。

3.負載電流過高

有人的地方就有江湖，同樣，有電流存在的地方就有發(fā)熱。

通常所有的電源模塊都規(guī)定了額定輸出電流參數(shù)，這是對應電源調整芯片或者電源模塊額定允許的最大電流值，如果超出此額定電流后，不一定會立馬損壞，因為不管是電源芯片自身，還是設計好的電源模塊，都有對應的散熱措施。

但如果負載電流超出額定值，那么意味著也就超出原本的散熱方案，所以過高的熱量會導致電源芯片或電源模塊損壞。在實際設計中，電源模塊的散熱好壞與PCB的布局及有效覆銅面積有很大關系，而這一點在設計定型時就已確定了其能夠承受的熱量，所以不要讓電源超負荷工作。

通常我們推薦按照負載最大工作電流值的80%進行降額設計選型。比如負載最大需求1A電流，那么推薦使用至少能穩(wěn)定持續(xù)提供1.25A輸出的電源芯片或電源模塊。

DCDC電源模塊PCB設計圖

4.環(huán)境溫度過高

任何電子元器件都有其標稱的工作使用溫度范圍，比如普通消費類元器件的推薦工作溫度范圍0°C-70°C，做成電子產(chǎn)品后根據(jù)所使用的各個元器件的的耐溫及產(chǎn)品自身散熱情況，通常定義產(chǎn)品使用的環(huán)境溫度0°C-40°C。

這里有個惡性循環(huán)，任何元器件的效率或者性能都會隨著溫度的升高而下降，所以一旦由于工作溫度高導致電源模塊效率下降，那么效率下降后電源模塊自身發(fā)熱就會加劇，從而導致整體熱量進步一增加，從而進入死循環(huán)，最終可能導致整個電源系統(tǒng)失效。

二、所以如何才能正確的選用電源呢？

7招教會你：

①明確自己的應用需求；

②選用合適額定參數(shù)，比如輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸出電流等。

③選擇效率高的，通常需要選擇效率在90%以上。

④確認所選電源模塊是否采用高質模塊量元器件。

⑤確認電源模塊或者電源IC是否具有過熱，過載保護功能。

⑥電源模塊的電路板是否涂有三防漆；

⑦電源模塊有CE、UL認證、ROHS認證。

總得來說，電源模塊決定了整個電子系統(tǒng)是否能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作，所以選擇合適的電源是設計的根本，華秋商城特別推出工程師專區(qū)：

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