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元器件在PCB上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則。 （1）元器件應(yīng)安裝在最佳自然散熱的位置上，使傳熱通路盡可能的短。同一塊PCB上的元器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的元器件（如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等）放在冷卻氣流的最上游（入口處），發(fā)熱量大或耐熱性好的元器件（如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等）放在冷卻氣流的最下游。元器件安裝方向的橫向面與風(fēng)向平行，以利于熱對流。 （2）發(fā)熱元器件應(yīng)盡可能地置于PCB的上方，條件允許時(shí)應(yīng)處于氣流通道上。發(fā)熱量大的集成電路芯片，一般盡量放置在主PCB上，目的是為了避免底殼過熱；如果放置在主PCB下，那么需要在芯片與底殼之間保留一定的空間，這樣可以充分利用氣體流動散熱。 （3）對于采用自由對流空氣冷卻的開關(guān)電源，元器件熱流通道要短、橫截面積要大，通道中無絕熱或隔熱物。對于采用強(qiáng)制空氣冷卻的開關(guān)電源，最好是將功率器件（或其他元器件）按橫長方式排列，以使傳熱橫截面盡可能的大。 （4）PCB的熱容量應(yīng)均勻分布，不要把大功耗元器件集中布放。發(fā)熱量大的元器件應(yīng)分散安裝，若無法避免，則要把矮的元器件放在氣流的上游，并保證足夠的冷卻風(fēng)量流經(jīng)熱耗集中區(qū)。冷卻氣流流速不大時(shí)，元器件按叉排方式排列，以提高氣流紊流程度，增加散熱效果。 （5）元器件在PCB上豎立排放、發(fā)熱元器件不安裝在機(jī)殼上時(shí)，元器件與機(jī)殼之間的距離應(yīng)大于35～40cm。在水平方向上，大功率器件盡量靠近PCB邊緣布置，以便縮短傳熱路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近PCB上方布置，以便減少它們工作時(shí)對其他元器件的影響。 （6）在元器件布局時(shí)應(yīng)考慮到對周圍熱輻射的影響，對熱敏感的元器件（含半導(dǎo)體器件）應(yīng)遠(yuǎn)離熱源或?qū)⑵涓綦x。對于溫度高于30℃的熱源，一般要求在自然冷卻條件下，元器件離熱源距離不小于4mm。對溫度比較敏感的元器件最好安置在溫度最低的區(qū)域（如底部），不要將它放在發(fā)熱元器件的正上方，多個元器件最好是在水平面上交錯布局。 （7）開關(guān)電源PCB的散熱主要依靠空氣流動，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要研究空氣流動路徑，合理配置元器件或PCB。空氣流動時(shí)總是趨向于阻力小的地方，所以在PCB上配置元器件時(shí)，要避免在某個區(qū)域留有較大的空域。在配置多塊PCB時(shí)也應(yīng)注意這一問題。 （8）在有通風(fēng)口的殼體內(nèi)部，元器件布局應(yīng)服從空氣流動方向，即進(jìn)風(fēng)口→放大電路→邏輯電路→敏感電路→擊穿電路→小功率電阻電路→有發(fā)熱元器件電路→出風(fēng)口，構(gòu)成良好的散熱通道。發(fā)熱元器件要在機(jī)殼上方，熱敏元器件在機(jī)殼下方，應(yīng)利用金屬殼體作為散熱裝置。可以考慮把發(fā)熱高、輻射大的元器件專門設(shè)計(jì)安裝在一塊PCB上。 （9）設(shè)計(jì)上保證元器件工作熱環(huán)境的穩(wěn)定性，以減輕熱循環(huán)與沖擊而引起的溫度應(yīng)力變化。溫度變化率不超過1℃/min，溫度變化范圍不超過20℃，此指標(biāo)要求可根據(jù)所設(shè)計(jì)開關(guān)電源的特性進(jìn)行調(diào)整。 （10）元器件的冷卻劑及冷卻方法應(yīng)與所選冷卻系統(tǒng)及元器件相適應(yīng)，不能因此產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或電解腐蝕。 （11）冷卻系統(tǒng)的電功率一般為所需冷卻熱功率的3％～6％。冷卻時(shí)，氣流中含有水分、溫差過大，會產(chǎn)生凝露或附著。水分及其他污染物等會導(dǎo)致電氣短路、電氣間隙減小或發(fā)生腐蝕，對此應(yīng)采取的措施如下。 ①冷卻前后溫差不要過大。 ②溫差過大會產(chǎn)生凝露的部位，水分不應(yīng)造成堵塞或積水，如果有積水，積水部位的材料不會發(fā)生腐蝕。 ③對裸露的導(dǎo)電金屬加熱縮套管或其他遮擋絕緣措施。 （12）電容器（液態(tài)介質(zhì)）應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。在進(jìn)行PCB的布局過程中，各個元器件之間、集成電路芯片之間或元器件與芯片之間應(yīng)該盡可能地保留空間，目的是利于通風(fēng)和散熱。 （13）在規(guī)則容許之下，散熱部件與需要進(jìn)行散熱的元器件之間的接觸壓力應(yīng)盡可能大，同時(shí)確認(rèn)兩個接觸面之間完全接觸。 （14）對于采用熱管的散熱方案，應(yīng)盡量加大和熱管接觸的面積，以利于發(fā)熱元器件和集成電路芯片等的熱傳導(dǎo)。空間的紊流一般會對電路產(chǎn)生有重要影響的高頻噪聲，應(yīng)避免其產(chǎn)生。 （15）當(dāng)PCB中發(fā)熱元器件量較少時(shí)（少于3個），可在發(fā)熱元器件上加散熱器或?qū)峁埽?dāng)溫度還不能降下來時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器，以增強(qiáng)散熱效果。當(dāng)發(fā)熱元器件量較多時(shí)（多于3個），可采用大的散熱罩（板），它是按PCB上發(fā)熱元器件的位置和高低而定制的專用散熱器，或是在一個大的平板散熱器上摳出不同的元器件高低位置，將散熱罩整體扣在元器件面上，與每個元器件接觸而散熱。但由于元器件裝焊時(shí)高低一致性差，散熱效果并不好，通常在元器件面上加柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊來改善散熱效果。 大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，采用合理的元器件排列方式，可以有效地降低PCB的溫升，從而使元器件及PCB的故障率明顯下降。 |
