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西門子電源模塊的發(fā)熱難題解決了嗎
點擊次數(shù)：1917 更新時間：2021-08-25
西門子電源模塊主要功能是產(chǎn)生直流母線電壓，供給主軸模塊和進(jìn)給伺服模塊，同時產(chǎn)生供系統(tǒng)和各個模塊內(nèi)部使用的+24v和+5v電壓。根據(jù)直流電壓控制方式，它又分為開環(huán)控制的UE模塊和閉環(huán)控制的I/R模塊，UE模塊沒有電源的回饋系統(tǒng)，其直流電壓正常時為570V左右，而當(dāng)制動能量大時，電壓可高達(dá)640多伏。I/R模塊的電壓則一直維持在600V左右。
當(dāng)交流380V送入電源模塊后，首先內(nèi)部邏輯電源電路開始工作，產(chǎn)生+24V和+5V電壓，當(dāng)內(nèi)部電源正常后，端子9出現(xiàn)24V電壓。此時模塊內(nèi)部主接觸器還沒有吸合，通過其常閉輔助觸點，端子111上出現(xiàn)24V電壓，當(dāng)模塊內(nèi)部完成預(yù)充電過程后，113端上出現(xiàn)24V，通過外電路連接到端子63，允許ER模塊的整流電路工作，產(chǎn)生600V直流電壓。
電源技術(shù)博大精深，應(yīng)用領(lǐng)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。一個完整的電源需要很多模塊組合起來，其中電源模塊就是其中最關(guān)鍵的一部分，國內(nèi)從事這方面研究的公司也很多，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(rèn)識下發(fā)熱的原因。
1、什么是電源模塊？
它是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器，其特點是可為專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。
一般來說，這類模塊稱為負(fù)載點(POL)電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點電源供應(yīng)系統(tǒng)(PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。
在電壓轉(zhuǎn)換過程中有能量損耗，產(chǎn)生熱能導(dǎo)致模塊發(fā)熱，降低電源的轉(zhuǎn)換效率，影響正常工作，并且可能會影響周圍其他器件的性能，這種情況需要馬上排查，根據(jù)專業(yè)工程師對筆者反饋，解決發(fā)熱有很多方法，下面是一些常見的技巧。
2、解決發(fā)熱難題的方法
使用的是線性電源導(dǎo)致發(fā)熱：線性電源工作原理通過調(diào)節(jié)調(diào)整管RW改變輸出電壓的大小。由于調(diào)整管相當(dāng)于一個電阻，電流經(jīng)過電阻時會發(fā)熱，導(dǎo)致效率不高。為了防止發(fā)熱嚴(yán)重，可采取以下措施，如加大散熱片、實行風(fēng)冷、導(dǎo)熱材料解決(導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱灌封膠)、改用開關(guān)電源。
負(fù)載太小不合適：電源輕載，即電源電路負(fù)載阻抗比較大，這時電源對負(fù)載的輸出電流比較小，有些電源電路中不允許電源的輕載，否則會使電源電路輸出的直流工作電壓升高很多，造成對電源電路的損壞。一般有zui小的負(fù)載限制，各廠家有所不同，一般為10%。如果輸出負(fù)載太輕，建議在輸出端并聯(lián)一個假負(fù)載電阻。
負(fù)載過流難題：電源過載，電源模塊與電源輕載情況恰好相反，就是電源電路的負(fù)載電路存在短路，使電源電路輸出很大的電流，且超出了電源所能承受的范圍。對于無過流保護(hù)的電源模塊，輸出需要穩(wěn)壓、過壓及過流保護(hù)的簡單方法就是在輸入端外接一帶過流保護(hù)的線性穩(wěn)壓器。
環(huán)境溫度過高或散熱不良：使用模塊電源前，務(wù)必考慮溫度等級和實際需要的工作溫度范圍，根據(jù)負(fù)載功率和實際的環(huán)境溫度進(jìn)行降額設(shè)計。
發(fā)熱是困擾很多電源工程師的難題，平時工程師可以參考這位工程師的建議，試試能否解決這個難題。