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西門子電源模塊的發熱難題解決了嗎
點擊次數：1767 更新時間：2021-08-25
西門子電源模塊主要功能是產生直流母線電壓，供給主軸模塊和進給伺服模塊，同時產生供系統和各個模塊內部使用的+24v和+5v電壓。根據直流電壓控制方式，它又分為開環控制的UE模塊和閉環控制的I/R模塊，UE模塊沒有電源的回饋系統，其直流電壓正常時為570V左右，而當制動能量大時，電壓可高達640多伏。I/R模塊的電壓則一直維持在600V左右。
當交流380V送入電源模塊后，首先內部邏輯電源電路開始工作，產生+24V和+5V電壓，當內部電源正常后，端子9出現24V電壓。此時模塊內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24V電壓，當模塊內部完成預充電過程后，113端上出現24V，通過外電路連接到端子63，允許ER模塊的整流電路工作，產生600V直流電壓。
電源技術博大精深，應用領域也是非常廣泛，從工業、汽車到光伏和醫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鍵的一部分，國內從事這方面研究的公司也很多，對于工程師們而言，電源模塊發熱是經常遇到的難題，本文帶大家來認識下發熱的原因。
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器，其特點是可為專用集成電路(ASIC)、數字信號處理器(DSP)、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列(FPGA)及其他數字或模擬負載提供供電。
一般來說，這類模塊稱為負載點(POL)電源供應系統或使用點電源供應系統(PUPS)。由于模塊式結構的優點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。
在電壓轉換過程中有能量損耗，產生熱能導致模塊發熱，降低電源的轉換效率，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，根據專業工程師對筆者反饋，解決發熱有很多方法，下面是一些常見的技巧。
2、解決發熱難題的方法
使用的是線性電源導致發熱：線性電源工作原理通過調節調整管RW改變輸出電壓的大小。由于調整管相當于一個電阻，電流經過電阻時會發熱，導致效率不高。為了防止發熱嚴重，可采取以下措施，如加大散熱片、實行風冷、導熱材料解決(導熱硅脂、導熱灌封膠)、改用開關電源。
負載太小不合適：電源輕載，即電源電路負載阻抗比較大，這時電源對負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小的負載限制，各廠家有所不同，一般為10%。如果輸出負載太輕，建議在輸出端并聯一個假負載電阻。
負載過流難題：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。對于無過流保護的電源模塊，輸出需要穩壓、過壓及過流保護的簡單方法就是在輸入端外接一帶過流保護的線性穩壓器。
環境溫度過高或散熱不良：使用模塊電源前，務必考慮溫度等級和實際需要的工作溫度范圍，根據負載功率和實際的環境溫度進行降額設計。
發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。