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如何利用磁性元件解决5G电源散热的设计问题

[专门为如何利用磁性元件解决5G电源散热的设计问题做的程序]
如何利用磁性元件解决5G电源散热的设计问题 [field:arcurl/]
  • 软件大小:1.08MB
  • 更新时间:2020-07-092011-03-04 10:35
  • 软件语言:简体中文
  • 软件授权:免费软件
  • 软件厂商:威盘网
  • 软件类别:其它工具
软件官网:官方网站
应用平台:Win2K,WinXP,Win2003,Vista,Win7
软件评分:8.9
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基本简介

5G基站的扶植,给各行各业在技巧研发上都提出了新的课题,近日,英飞凌工程师就5G通讯电源在设计历程中碰到的难题,提出了英飞凌办理规划。

5G通讯的扶植为通讯电源厂商带来了商机,同时也让设计者面临更多的寻衅,分外是在散热方面,磁性元件厂商、半导体厂商都在竭力办理这些难题。

近日,英飞凌科技(中国)工程师宋清亮就这些难题提出了他的看法和英飞凌办理规划。

宋清亮觉得,因为在很长一段光阴内5G的扶植还必要兼容(保留)现有3G和4G通讯,是以多半采纳现有基地台和局端(CO)进行改造和进级的要领,这意味着通讯电源必要同时为3G/4G和5G通讯设备供电,对通讯电源的输出功率、功率密度、靠得住性等提出了新的需求与寻衅。

相较于5G通讯电源的输出功率,3G/4G通讯制式更大年夜,这对付通讯电源的散热设计带来更伟大年夜的寻衅。

作为通讯系统的心脏,通讯电源的靠得住性抉择了全部系统的靠得住性。为了低落掩护资源,前进电源的靠得住性是5G通讯电源的主要要求之一。

对付开关电源来说,能否输出更大年夜功率,抉择身分在于功率转换孕育发生的热能否被耗散掉落,能否维持元件的温度稳定处于合恰巧。

散热取决于两个身分,一是孕育发生的损耗大年夜小,假如损耗小,那么轻易被耗散掉落,反之亦然;二是电源的散热能力,这取决于散热片,风扇(强制风冷)和热路设计。

大年夜功率输出电源设计一定要求电源的转换效率更高,以办理散热问题。

一方面必要选择相宜的功率元件,包括功率半导体的选择和磁性元件的设计,分外是对磁芯材料的选择,平衡不合频率或者负载下的损耗,使其在轻载下的损耗只管即便最小化。

两订交错并联PFC电路

两订交错并联LLC电路

此外,高功率密度开关电源也可以有效减小利用系统的尺寸、空间和重量,这对付通讯系统尤为紧张。

一样平常觉得前进开关电源频率可以前进功率密度,由于理论上缩小了磁性元件和电容等被动元件的尺寸。

然则前进开关频率会带来基于硅材料的功率半导体元件损耗显着增大年夜,且磁性元件的磁损也会显明增添,这可能带来散热片和风扇尺寸的增添以及磁性元件散热的艰苦。

是以,前进开关频率对付采纳传统硅材料作为功率开关的通讯电源带来功率密度提升是很有限的。

在办理散热问题上,英飞凌推出外面散热的功率元件封装,例如DDPAK、QDPAK等等。采纳DDPAK封装的功率元件焊接到子板。

采纳DDPAK封装的功率元件子板

而采纳该规划设计的1.6KW钛金版办事器电源展示板,其功率密度高达到44W/in^3。

1.6KW高密钛金版办事器电源

对付前进事情频率后,办理磁性元件损耗增添的步伐,对照实用的要领是将传统的一个变压器分为两个或多个,既利于变压器的散热,又利于变压器的绕组,以低落变压器的资源。

多个变压器透过绕组的串并联可以实现变压器电流和损耗的均衡,以致透过磁整合技巧来抵消部份磁损,以低落变压器的损耗。

从自然散热规划角度启程,设计一个自然散热要领的抱负通讯电源,首先要斟酌的是若何让主要发烧元件透过外壳进行散热,从而将温度节制在规格范围内。

开关电源的两个主要发烧元件是功率半导体和磁性元件。

对付磁性元件元件的散热,以主功率变换变压器为例,除了可以采纳将一个变压器分为两个以致更多外,还可以改变变压器在PCB上的安装要领,例如将传统焊接在PCB上面的要领改变为PCB开窗,将变压器下沉,这样变压器可以透过底面与机壳打仗来散热,以致透过高低外面同时与高低机壳打仗来散热。

传统变压器安装要领

自然散热前提下建议的变压器安装要领

5G通讯的扶植为通讯电源厂商带来了伟大年夜商机,也存在诸多灾关等待发明和霸占,磁性元件、半导体、电源厂商都在攻营拔寨,亲昵共同联动是极有效的道路之一,在英飞凌的设计规划中,半导体、磁性元件、电源等设计细节,都关乎5G通讯电源的靠得住性,也等候有更多磁性元件厂商介入此中,在分享5G通讯电源市场商机的同时,竭力投入研发气力,帮忙电源厂商办理行业难题,也为企业自身介入这一市场赢得更多话语权。

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