開架式DC/DC轉(zhuǎn)換器可提高
---- 傳統(tǒng)的高功率密度DC/DC轉(zhuǎn)換器（采用全磚、半磚或四分之一磚設計）的散熱是靠環(huán)氧樹脂外殼和安裝在管腳背面的鋁制散熱底板完成的。密閉外殼式封裝一度被認為是可同時滿足散熱要求和外殼材料成本要求的封裝形式。
---- 然而,新的SMT器件封裝使得所有的功率耗散器件都可直接安裝在帶絕緣金屬襯底的電路旁,不再需要外殼。而且外殼式設計固有的熱特性和物理特性的缺陷也會限制轉(zhuǎn)換器所能提供功率的大小。
更高的功率
---- 開架式結構產(chǎn)品（見圖1）可比傳統(tǒng)的外殼式產(chǎn)品具有更高的功率、質(zhì)量和可靠性。通過對元件進行認真的挑選和放置,功率耗散器件被安裝到IMS底板的內(nèi)表面。發(fā)熱量很少的控制電路被放置在遠離底層板上發(fā)熱器件的地方。
---- 使用這種結構,傳熱底板上兩邊露出的表面使空氣對流、冷卻的有效面積擴大兩倍以上。底板的溫度是限制輸出功率的一個因素,適度的氣流就可使輸出功率提升很多。
---- 如圖2所示,這是高密度開架式轉(zhuǎn)換器和傳統(tǒng)密閉外殼式轉(zhuǎn)換器的比較。兩者處在60℃的100LFM的氣流中,開架式結構的散熱面積增加,輸出功率可比外殼式結構的高79%。在采用空氣冷卻的系統(tǒng)中,這個易散熱的優(yōu)點對于多卡系統(tǒng)是很重要的,因為在多卡系統(tǒng)中,為獲得所要求的終端產(chǎn)品的性能,板到板之間的距離要求是極為嚴格的。
---- 由于板和板之間的距離越來越小,對電源系統(tǒng)總高度的要求比對元器件占用面積的要求更為苛刻。開架式封裝轉(zhuǎn)換器的散熱效率有助于減少DC/DC變換器的安裝高度,因為它使用的散熱器很小,有時就根本不需要散熱器。
---- 減少熱吸收不僅可提高功率密度,還可降低安裝成本。除了使用小型散熱器可以降低成本外,減少熱吸收還可使板間距更加精細,從而減少了在多板數(shù)據(jù)通信和電信系統(tǒng)中整個系統(tǒng)的尺寸和成本。如果不安裝散熱器,就可得到最大的成本節(jié)約。
---- 使用開架式轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)其可靠性也會增加,夾層板上控制電路的工作溫度比底板上的電路至少低10℃,而在外殼式結構中,外殼的內(nèi)部熱耗散使得內(nèi)部元器件溫度比底板的最高溫度還高20℃以上。
---- 根據(jù)Arrhenius方程——元器件可靠性的基本方程,溫度每下降10℃,系統(tǒng)可靠性就會翻一番,因此控制電路的溫度降低30℃,可靠性增加了8倍。
---- 系統(tǒng)的質(zhì)量也同樣可從開架結構中獲益。密閉殼式產(chǎn)品的快速熱循環(huán)會使殼體產(chǎn)生機械壓力,損害內(nèi)部的元器件。開架式結構消除了殼體和底板之間熱膨脹系數(shù)的不匹配,從而減少了對元器件造成損害的可能性。對于要求工作在一個很寬溫度范圍內(nèi)的系統(tǒng)來說,開架式結構應該是首選的。
避免塵污
---- 外殼式封裝DC/DC變換器的塵污問題在終端用戶的生產(chǎn)過程中仍然存在。盡管過程控制的不斷優(yōu)化已減少了這個問題的嚴重性,但在密閉處理過程中的縫隙仍可成為塵污入侵的通道。
---- 盡管目前大多數(shù)殼式封裝的轉(zhuǎn)換器可以用專門的水洗處理來清潔,但還會留有殘余污物。開架式結構可進行真正的、徹底的水洗。平板變壓器有防水的變壓器繞組,開放式結構也可以使水很快地蒸發(fā)掉。
