直流穩壓電源已普遍運用在當前的各類(lèi)直流穩壓電源設備上,其單位功率密度也在不斷地提高.高功率密度的定義從1991年的25w/in1994年36w/in1999年52w/in2001年96w/in3,目前已高達數百瓦每立方英寸.由于直流穩壓電源中使用了大量的大功率半導體器件,如整流橋堆、大直流穩壓電源電流整流管、大功率三極管或場(chǎng)效應管等器件。它們工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的熱量,如果不能把這些熱量及時(shí)地排出并使之處于一個(gè)合理的水平將會(huì )影響直流穩壓電源的正常工作,嚴重時(shí)會(huì )損壞直流穩壓電源.為提高直流穩壓電源工作的可靠性,熱設計在直流穩壓電源設計中是必不可少的重要一個(gè)環(huán)節。為了將發(fā)熱器件的熱量盡快地發(fā)散出去,一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:使用直流穩壓電源散熱器、冷卻風(fēng)扇、金屬直流電源PCB、散熱膏等.在實(shí)際設計中要針對客戶(hù)的要求及佳費/效比合理地將上述幾種方法綜合運用到直流穩壓電源的設計中。

由于半導體器件所產(chǎn)生的熱量在直流穩壓電源中占主導地位,其熱量主要來(lái)源于半導體器件的開(kāi)通、關(guān)斷及導通損耗.從直流穩壓電源電路拓撲方式上來(lái)講,采用零開(kāi)關(guān)變換拓撲方式產(chǎn)生諧振使直流穩壓電源電路中的直流穩壓電源電壓或直流穩壓電源電流在過(guò)零時(shí)開(kāi)通或關(guān)斷可大限度地減少開(kāi)關(guān)損耗但也無(wú)法徹底消除開(kāi)關(guān)管的損耗故利用直流穩壓電源散熱器是常用及主要的方法。②接觸熱阻抗θc是由半導體、封裝形式和直流穩壓電源散熱器的接觸面狀態(tài)所決定.接觸面的平坦度、粗糙度、接觸面積、安裝方式都會(huì )對它產(chǎn)生影響。當接觸面不平整、不光滑或接觸面緊固力不足時(shí)就會(huì )增大接觸熱阻抗θc。在半導體和直流穩壓電源散熱器之間涂上硅油可以增大接觸面積，排除接觸面之間的空氣而硅油本身又有良好的導熱性。

可以大大降低接觸熱阻抗θc。當前有一種新型的相變材料，專(zhuān)門(mén)設計用采取代硅油作為傳熱介面，在65℃（相變溫度）時(shí)從固體變?yōu)榱黧w，從而確保界面的完全潤濕，該材料的觸變特性避免其流到介面外。其傳熱效果與硅油相當，但沒(méi)有硅油帶來(lái)的污垢，環(huán)境污染和難于操作等缺點(diǎn)。用于不需要電氣絕緣的場(chǎng)合。典型應用包括cpu散熱片，功率轉換模塊或者其它任何固定的硅油應用場(chǎng)合，它可涂布在鋁質(zhì)基材的兩面，可單面附膠，雙面附膠或不附膠。絕緣墊是用于半導體器件和直流穩壓電源散熱器之間的絕緣.絕緣墊的熱阻抗θs取決于絕緣材料的材質(zhì)、厚度、面積。直流穩壓電源散熱器熱阻抗θf與直流穩壓電源散熱器的表面積、表面處理方式、直流穩壓電源散熱器表面空氣的風(fēng)速、直流穩壓電源散熱器與周?chē)臏囟炔钣嘘P(guān)。

因此一般都會(huì )設法增強直流穩壓電源散熱器的散熱效果，主要的方法有增加直流穩壓電源散熱器的表面積、設計合理的散熱風(fēng)道、增強直流穩壓電源散熱器表面的風(fēng)速。但如果過(guò)于追求直流穩壓電源散熱器的表面積而使直流穩壓電源散熱器的叉指過(guò)于密集則會(huì )影響到空氣的對流，熱空氣不易于流動(dòng)也會(huì )降低散熱效果。自然風(fēng)冷時(shí)直流穩壓電源散熱器的叉指間距應適當增大，選擇強制風(fēng)冷則可適當減小叉指間距。α：熱傳導系數，是由空氣的物理性質(zhì)及空氣流速決定。α由下式?jīng)Q定。v：動(dòng)粘性系數（m2/sec）,空氣物理性質(zhì)。注：在實(shí)際運用中，tjmax必須降額使用，以80%額定節溫來(lái)代替tjmax確保功率管的可靠工作。在直流穩壓電源的實(shí)際設計過(guò)程中。

通常采用自然風(fēng)冷與風(fēng)扇強制風(fēng)冷二種形式。自然風(fēng)冷的散熱片安裝時(shí)應使散熱片的葉片豎直向上放置，若有可能則可在直流電源PCB上散熱片安裝位置的周?chē)@幾個(gè)通氣孔便于空氣的對流。強制風(fēng)冷是利用風(fēng)扇強制空氣對流，所以在風(fēng)道的設計上同樣應使散熱片的葉片軸向與風(fēng)扇的抽氣方向一致，為了有良好的通風(fēng)效果越是散熱量大的器件越應靠近排氣風(fēng)扇，在有排氣風(fēng)扇的情況下，隨著(zhù)直流穩壓電源的小型化，表面貼片元件廣泛地運用到實(shí)際產(chǎn)品中，這時(shí)散熱片難于安裝到功率器件上。當前克服該問(wèn)題主要采取金屬直流電源PCB作為功率器件的載體，主要有鋁基覆銅板、鐵基覆銅板，金屬直流電源PCB的散熱性遠好于傳統的直流電源PCB且可以貼裝smd元件。

另有一種銅芯直流電源PCB，基板的中間層是銅板絕緣層采用高導熱的環(huán)氧玻纖布粘結片或高導熱的環(huán)氧樹(shù)脂，它是可以雙面貼裝smd元件，大功率smd元件可以將smd自身的散熱片直接焊接在金屬直流電源PCB上，利用金屬直流電源PCB中的金屬板來(lái)散熱。直流穩壓電源中主要發(fā)熱元件有大功率半導體及其直流穩壓電源散熱器，功率變換變壓器，大功率電阻。發(fā)熱元件的布局的基本要求是按發(fā)熱程度的大小，由小到大排列，發(fā)熱量越小的器件越要排在直流穩壓電源風(fēng)道風(fēng)向的上風(fēng)處，發(fā)熱量越大的器件要越靠近排氣風(fēng)扇。為了提高生產(chǎn)效率，經(jīng)常將多個(gè)功率器件固定在同一個(gè)大直流穩壓電源散熱器上，這時(shí)應盡量使散熱片靠近直流電源PCB的邊緣放置。但與直流穩壓電源的外殼或其它部件至少應留有1cm以上的距離。