开放式电源模块损耗及散热的分析与优化

开放式电源模块作为模块电源的一个发展方向,其PCB铜层不仅作为导电线路,同时承担散热器作用。本文基于有源箝位正激拓扑,完善了开放式电源模块的损耗模型分析,给出磁件铁损和线路损耗的精确计算,引入随负载变化的温度系数,实现了全负载范围内对损耗特性的准确预计。在精确建模的基础上,综合考虑满载效率、空载损耗及散热要求,给出模块电源优化的系统思路,并结合18~36 V输入、5 V/150 W输出的指标,给出了开关频率、同步整流管并联只数、PCB铜厚影响的定量分析和具体优化方法。此外,结合损耗分析,通过对温升的估算给出过孔、敷铜面积、PCB层数的散热分析与优化设计。最后,样机实验验证了理论分析的正确性。