スイッチング電源の熱設計

熱放散は、スイッチング電源アダプタの安全かつ信頼性の高い動作を確保するための重要な条件です。 温度が高すぎると、電源の性能指数が変化し、さらには電源アダプタの故障の原因となることがあります。 したがって、放熱設計の基本的なタスクは、温度上昇が規定の信頼性限界を超えないように制御することです。

スイッチング電源アダプタのコンポーネントには、動作温度範囲に関して特定の要件があります。 温度が限界を超えると、電源の動作状態が変化し、電子機器が安定して確実に動作できなくなり、寿命が短くなったり、電子機器の損傷を引き起こす可能性があります。

したがって、電源スイッチの熱設計にはさらに注意を払う必要があります。デバイスの熱ソリューションを設計する際の参考となるいくつかの設計ポイントを以下に示します。

1. ヒートシンクの選択。 ヒートシンクの選択の原則は、内部スペースを節約し、電源アダプタの総重量を軽減するために、十分な放熱を確保することを前提として、可能な限り体積が小さく軽量のヒートシンクを選択することです。

2. ヒートシンクの取り付け。 ヒートインクを取り付ける際は、可能な限り放熱性、熱抵抗の小さい取り付け方法を選択してください。

3. インターフェースの熱抵抗を最小限に抑えます。 ヒートシンクの表面は平らで滑らかでなければならず、ラジエーターとパワー半導体の間の接触熱抵抗を減らすためにシリコーングリースまたは熱伝導ガスケットを塗布する必要があります。

4. ヒートシンクの表面処理。 ヒートシンクの放射能力を高めるために、ヒートシンクの表面を黒色ペイントや酸化物などの高放射係数コーティングの層でコーティングすることができます。 黒色のコーティングが施されたラジエーターが好ましく、コーティングは損傷から保護されるものとします。

5. パワー半導体の設置位置。 パワー半導体をヒートシンクの中央に設置することでヒートシンクを均一に加熱し、放熱効率を向上させます。

6. ヒートシンクの位置。 周囲温度を下げるために、ヒートシンクは可能な限り電源の外側の空気の流れと直接接触する必要があります。 同時に、ラジエーターの対流熱伝達の効果を向上させることができます。