图1 稳态工作时MOS管波形Vds_max=57.2V
图2 输出短路时MOS管波形Vds_max=67.2V
图3 起机瞬态时MOS管波形Vds_max=59V
由于电源模块越趋于小型化，功率密度相应越来越高，电源模块有关热设计方面的问题尤其突出。特别是对使用有电解电容的电源模块，高温会使电解电容的电解液加速消耗，大大减少电解电容的寿命。高温会使元器件材料加速老化，例如使得变压器漆包线的绝缘特性降低，导致绝缘耐压不良甚至造成匝间短路。因此好的热设计不仅可延长电源模块和其周围元器件的使用寿命，还可使整个产品发热均匀，减少故障的发生。
电源模块热设计的基本任务是：通过热设计在满足性能要求的前提下尽可能减少模块内部产生的热量，减少热阻，选择合理的冷却方式。发热元器件要尽可能使其分散布局。设计PCB板时要保证印制线的载流容量，印制线的宽度必须适于电流的传导。对于大功率的贴片元器件，可以采用大面积敷铜箔的方式，以加大PCB的散热面积。电源模块内部可通过填充导热硅胶和树脂等来降低模块内部元器件的温升。对于体积较大的电源模块，可以使用散热片进行散热，增加对流和辐射的表面积从而大大地改善了电子器件的散热效果。
对于还没灌封的电源模块，可以采用红外热成像仪对整个电源模块进行“面”的测温，红外热成像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。然后经过分析，再采用热电偶配合数据采集设备重点对MOS管，整流二极管，变压器等温升高的关键元器件进行“点”的测温。从面到点，严格测试，保证元器件的温度降额满足要求。
图4 某电源模块常温下的热成像图
例如对于某电源模块，常温长时间工作后采用红外热成像仪测试其表面温度如图4所示，其中MOS管常温不灌封实测的最高温度为85.5℃，然后采用热电偶配合数据采集仪对填充灌封胶的成品在高温条件下测试其各种情况下的温度，最高为97.2℃，对于最高温度为175℃的MOS管，其温度降额满足Ⅰ级降额。
所以除了基本性能参数测试，全面的高低温测试，电应力和热应力测试，保证足够的降额设计要求，并通过长时间的老化测试，才可以判断电源模块是否安全可靠。ZLG致远电子自主研发的电源模块，都是通过严格的降额设计和全面的高低温测试的，产品性能和可靠性有足够的保障。
