将DC/DC转换器和负载放在一起进行冷却，可以采用多种方式组合，从简单的空气对流到冷壁和液体浸没，但通常情况下，对于成本敏感的商业和工业应用，强制风冷是常用的方法。然而，DC/DC转换器通常没有足够的空间安装散热片，因此气流能够带走热量的表面积有限。因此，通常的做法是依靠转换器引脚将热量传递到电路板，而电路板本身就带有宽阔的铜线，足以应对常见的高电流。气流随后将热量从DC/DC转换器和PCB表面带走，而PCB表面本身也可能被其他元件发热。.
如果负载和电源转换器中的散热是恒定的，事情可能会相对简单，但现代数据处理系统会‘降低’速度并加快任务速度，以有效利用处理能力并最大限度地减少平均功耗。.
为了实现这一点，电压轨采用‘动态缩放’设计，因此 DC/DC 转换器不仅能应对负载的大幅变化，还能适应其他工作条件的变化，例如输入输出电压和环境温度。这些变化反过来会影响转换器的效率，并改变需要散发的热量。在经过‘精细调校’的系统中，峰值负载预计无法在长时间内保持热稳定性，否则会超过元件内部的最高温度。因此，负载和 DC/DC 转换器通常都具有连续负载额定值和峰值负载额定值，必须对其进行仔细监控，以防止超过临界温度。Flex 功率模块’ BMR491 系列 （图 1例如，某产品的额定功率为 1540 W（热极限），但根据起始温度的不同，在有限的时间内峰值功率可达 2450 W。.
图 1：具有高峰值功率和连续功率额定值的 DC/DC 转换器 — BMR491
可以理解的是，由于存在各种相互作用的变量，传统的分析方法来预测部件中的临界温度是不切实际的，而模拟是未来的发展方向。.
图 2：Flex 电源设计工具的示例屏幕截图，在本例中显示了 DC/DC 模块热点温度与空气流量的关系。
为了获得准确的结果，必须了解DC/DC转换器的电气和热特性，而这些特性由以下方式提供： 伟创力电源设计器 这是公司直流/直流转换器（DC/DC）的专用工具。该软件允许用户通过下拉菜单配置系统，并根据用户指定的条件计算各个设备和系统的效率、功耗以及热点温度。.
具体来说，气流速率可以与空气温度、PCB厚度、铜覆盖率及其最高允许温度等因素一起确定，而最高允许温度通常是限制因素。请参见示例屏幕截图。 图 2. 该工具会根据已建立的测试数据，考虑器件效率在不同温度下的变化方式，并‘实时’更新结果。.
虽然模拟工具显示了特定条件下的实际结果，但数据表还提供了传统的功率降额图表，例如空气温度和流量。.
为此，必须对所连接的散热器和PCB的尺寸和特性以及气流方向做出假设。为了更准确地指示，Flex电源模块更进一步，提供了指定底板和引脚温度下的降额‘3D’表示（图 3）。根据认证数据，Flex 功率模块还准确地表征了其部件中这些相互作用的热点与最大允许结温之间的关系，因此用户可以确信，如果在给定功率下这些值不超过，则可以在不产生过大应力的情况下最大限度地利用部件。.
图 3：BMR491 系列器件的典型 3D 降额曲线图
尽管DC/DC转换器可能是PCB上的主要热源，但其他组件也会产生热量，尤其是那些作为转换器负载的组件。它们之间的整体相互作用可以使用FloTherm等软件进行模拟。Flex Power Modules提供其DC/DC转换器的STEP格式CAD模型，这些模型可以通过FloEDA桥接器导入FloTherm，进行完整的系统热仿真。这些模型非常精细，包含了所有发热元件以及DC/DC转换器PCB各层（包括介质层和过孔）的特性。Flex Power Modules提供各种工作条件下各热源的功耗，并定义了温度监测点。为了确保模型的准确性，DC/DC转换器的FloTherm模型已通过风洞试验进行校准，因此模拟的温升通常在测量值的2°C以内。.
许多 Flex 功率模块的 DC/DC 转换器都具有峰值负载能力，例如它们的 BMR313 该系列器件额定连续功率为 1 kW，峰值功率为 3 kW。在短时瞬态负载下，器件的结温可以达到其最大额定值，通常为 150°C 或 175°C，允许的持续时间取决于功率器件的局部热容。.
图 4：BMR313 连续、峰值和瞬态峰值保护方案
为避免器件过载，目前可用的工具主要基于本地温度传感器和电流测量，具体取决于峰值负载值。例如，对于 BMR313，当过载功率达到或超过 3.4 kW 时，器件会在几微秒内快速关机，并生成‘HW_FAULT’信号。.
功率超过 2.6 kW 时，硬件定时关机速度较慢，会在一到两毫秒内发出‘OC-FAULT’信号。功率低于 1.8 kW 时，关机基于温度，并通过专用引脚发出警报信号，请求负载尽可能降低功率。. 图 4 显示级别和时间。.
峰值功率事件期间达到的实际结温自然取决于初始状态，而通过根据电流水平和已知的器件特性估算温度，可以实现安全运行下的最大可用功率。例如，BMR350 产品就采用了这种方法，它监测电流并使用‘指数移动平均’（EMA）方法对信号进行滤波。此外，还可以使用具有不同权重的‘双 EMA’方案来模拟峰值负载脉冲之间不同冷却时间的影响。.
Flex Power Designer 软件、FloTherm 模型和硬件保护功能的结合，提供了一套工具集，能够快速高效地设计、建模和监控复杂的电源转换系统。通过选择 Flex 电源模块系列中的模块，可以在 DC/DC 和系统层面优化热性能，从而在实现最大功率密度和价值的同时，最大限度地降低应力。.
