5.2.1 控制发热量的设计
开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管、功率二极管、高频变压器、滤波电感等。不同器件有不同的控制发热量的方法。功率管是高频开关电源中发热量较大的器件之一，减小它的发热量，不仅可以提高功率管的可靠性，而且可以提高开关电源的可靠性，提高平均无故障时间（MTBF）。开关管的发热量是由损耗引起的，开关管的损耗由开关过程损耗和通态损耗两部分组成，减小通态损耗可以通过选用低通态电阻的开关管来减小通态损耗；开关过程损耗是由于栅电荷大小及开关时间引起的，减小开关过程损耗可以选择开关速度更快、恢复时间更短的器件来减少。但更为重要的是通过设计更优的控制方式和缓冲技术来减小损耗，如采用软开关技术，可以大大减小这种损耗。减小功率二极管的发热量，对交流整流及缓冲二极管，一般情况下不会有更好的控制技术来减小损耗，可以通过选择高质量的二极管来减小损耗。对于变压器二次侧的整流可以选择效率更高的同步整流技术来减小损耗。对于高频磁性材料引起的损耗，要尽量避免趋肤效应，对于趋肤效应造成的影响，可采用多股细漆包线并绕的办法来解决。
5.2.2 开关电源的散热设计
MOS管导通时有一定的压降，也即器件有一定的损耗，它将引起芯片的温升，但是器件的发热情况与其耐热能力和散热条件有关。由此，器件功耗有一定的容限。其值按热欧姆定律可表示为：
PD="Tj-Tc/RT"
式中，Tj 是额定结温（Tj=150℃），Tc是壳温，RT是结到管壳间的稳态热阻，Tj代表器件的耐热能力，Tc和 RT代表器件的散热条件，而PD就是器件的发热情况。它必须在器件的耐热能力和散热条件之间取得平衡。
散热有三种基本方式：热传导、热辐射、热对流。根据散热的方式，可以选自然散热：加装散热器；或选择强制风冷：加装风扇。加装散热器主要利用热传导和热对流，即所有发热元器件均先固定在散热器上，热量通过传导方式传递给散热器，散热器上的热量再通过能流换热的方式由空气
带出机箱。实际的散热情况为三种传热方式的综合，可以用牛顿公式来统一表达： Ø=KSг，其中S为散热表面积，K为表面散热系数。表面散热系数通常由试验确定，在一般的工程流体力学中有数据可查。它把传热的三种形式全部统一起来了。
通过Ø=KSг，我们可以在计算出耗散功率以后，根据允许的温升г来确定散热表面积S，并由此而确定所要选择的散热器。这种计算对于提高开关电源的可靠性、功率密度、性价比等都有重要意义。若采用强制风冷，加装风扇，则对整流模块来说，风扇的MTBF是所有元器件中最低的，一直都是制约整流模块提高MTBF的瓶颈，所以采取各种措施提高散热效率来延长风扇寿命具有重要的意义。
6 结 语
本文简要阐述了负荷率及温度对开关电源可靠性的影响，大量实验证明了开关电源的负荷率设计是否合理对开关电源的可靠性有重要影响，最后分析了开关电源发热和散热两方面的情况，优先采用降低发热的各种技术，同时提高散热效果，许多厂家都采用这种设计思想，取得了很好的效果。电源设备可靠性的高低，不仅与电气设计，而且同器件、结构、装配、工艺等方面有关。本文主要从元器件的负荷率及温度对开关电源可靠性的影响进行了阐述，为从事开关电源设计的技术人员提供一些借鉴的设计方法。
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