直流穩(wěn)壓電源已普遍運(yùn)用在當(dāng)前的各類直流穩(wěn)壓電源設(shè)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(dá)數(shù)百瓦每立方英寸.由于直流穩(wěn)壓電源中使用了大量的大功率半導(dǎo)體器件,如整流橋堆、大直流穩(wěn)壓電源電流整流管、大功率三極管或場(chǎng)效應(yīng)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(wěn)壓電源的正常工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞直流穩(wěn)壓電源.為提高直流穩(wěn)壓電源工作的可靠性,熱設(shè)計(jì)在直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)中是必不可少的重要一個(gè)環(huán)節(jié)。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(wěn)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(shè)計(jì)中要針對(duì)客戶的要求及佳費(fèi)/效比合理地將上述幾種方法綜合運(yùn)用到直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)中。

由于半導(dǎo)體器件所產(chǎn)生的熱量在直流穩(wěn)壓電源中占主導(dǎo)地位,其熱量主要來(lái)源于半導(dǎo)體器件的開(kāi)通、關(guān)斷及導(dǎo)通損耗.從直流穩(wěn)壓電源電路拓?fù)浞绞缴蟻?lái)講,采用零開(kāi)關(guān)變換拓?fù)浞绞疆a(chǎn)生諧振使直流穩(wěn)壓電源電路中的直流穩(wěn)壓電源電壓或直流穩(wěn)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(wěn)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(dǎo)體、封裝形式和直流穩(wěn)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(duì)它產(chǎn)生影響。當(dāng)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(dǎo)體和直流穩(wěn)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(dǎo)熱性。

可以大大降低接觸熱阻抗θc。當(dāng)前有一種新型的相變材料，專門設(shè)計(jì)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(rùn)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(dāng)，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(yīng)用包括cpu散熱片，功率轉(zhuǎn)換模塊或者其它任何固定的硅油應(yīng)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(dǎo)體器件和直流穩(wěn)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(wěn)壓電源散熱器熱阻抗θf與直流穩(wěn)壓電源散熱器的表面積、表面處理方式、直流穩(wěn)壓電源散熱器表面空氣的風(fēng)速、直流穩(wěn)壓電源散熱器與周圍的溫度差有關(guān)。

因此一般都會(huì)設(shè)法增強(qiáng)直流穩(wěn)壓電源散熱器的散熱效果，主要的方法有增加直流穩(wěn)壓電源散熱器的表面積、設(shè)計(jì)合理的散熱風(fēng)道、增強(qiáng)直流穩(wěn)壓電源散熱器表面的風(fēng)速。但如果過(guò)于追求直流穩(wěn)壓電源散熱器的表面積而使直流穩(wěn)壓電源散熱器的叉指過(guò)于密集則會(huì)影響到空氣的對(duì)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(wěn)壓電源散熱器的叉指間距應(yīng)適當(dāng)增大，選擇強(qiáng)制風(fēng)冷則可適當(dāng)減小叉指間距。α：熱傳導(dǎo)系數(shù)，是由空氣的物理性質(zhì)及空氣流速?zèng)Q定。α由下式?jīng)Q定。v：動(dòng)粘性系數(shù)（m2/sec）,空氣物理性質(zhì)。注：在實(shí)際運(yùn)用中，tjmax必須降額使用，以80%額定節(jié)溫來(lái)代替tjmax確保功率管的可靠工作。在直流穩(wěn)壓電源的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中。

通常采用自然風(fēng)冷與風(fēng)扇強(qiáng)制風(fēng)冷二種形式。自然風(fēng)冷的散熱片安裝時(shí)應(yīng)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圍鉆幾個(gè)通氣孔便于空氣的對(duì)流。強(qiáng)制風(fēng)冷是利用風(fēng)扇強(qiáng)制空氣對(duì)流，所以在風(fēng)道的設(shè)計(jì)上同樣應(yīng)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(yīng)靠近排氣風(fēng)扇，在有排氣風(fēng)扇的情況下，隨著直流穩(wěn)壓電源的小型化，表面貼片元件廣泛地運(yùn)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(dāng)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(yuǎn)好于傳統(tǒng)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(dǎo)熱的環(huán)氧玻纖布粘結(jié)片或高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂，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(wěn)壓電源中主要發(fā)熱元件有大功率半導(dǎo)體及其直流穩(wěn)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(wěn)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(wěn)壓電源散熱器上，這時(shí)應(yīng)盡量使散熱片靠近直流電源PCB的邊緣放置。但與直流穩(wěn)壓電源的外殼或其它部件至少應(yīng)留有1cm以上的距離。