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功率器件的散熱計算及插片散熱器選擇

來源:深圳市AG娱乐科技有限公司-插片散熱器  發布時間:2019-03-10   點擊量:110

功率器件的散熱計算及插片散熱器選擇

插片散熱器

任何器件在工作時都有一定的損耗,大部分的損耗變成熱量。小功率器件損耗小,無需散熱裝置。而大功率器件損耗大,若不采取散熱措施,則管芯的溫度可達到或超過允許的結溫,器件將受到損壞。因此必須加散熱裝置,最常用的就是將功率器件安裝在散熱器上,利用散熱器將熱量散到周圍空間,必要時再加上散熱風扇,以一定的風速加強冷卻散熱。在某些大型設備的功率器件上還采用流動冷水冷卻板,它有更好的散熱效果。

散熱計算就是在一定的工作條件下,通過計算來確定合適的散熱措施及散熱器。功率器件安裝在散熱器上。它的主要熱流方向是由管芯傳到器件的底部,經散熱器將熱量散到周圍空間。若沒有風扇以一定風速冷卻,這稱為自然冷卻或自然對流散熱。

熱量在傳遞過程有一定熱阻。由器件管芯傳到器件底部的熱阻為R JC,器件底部與散熱器之間的熱阻為R CS,散熱器將熱量散到周圍空間的熱阻為R SA,總的熱阻R JA=R JC+R CS+R SA。若器件的最大功率損耗為PD,並已知器件允許的結溫為TJ、環境溫度為TA,可以按下式求出允許的總熱阻R JA。

R JA≤(TJ-TA)/PD則計算最大允許的散熱器到環境溫度的熱阻R SA為R SA≤({T_{J}-T_{A}}\over{P_{D}})-(R JC+R CS)出於為設計留有餘地的考慮,一般設TJ為125℃。環境溫度也要考慮較壞的情況,一般設TA=40℃ 60℃。R JC的大小與管芯的尺寸封裝結構有關,一般可以從器件的數據資料中找到。R CS的大小與安裝技術及器件的封裝有關。

如果器件采用導熱油脂或導熱墊後,再與散熱器安裝,其R CS典型值為0.1 0.2℃/W;若器件底麵不絕緣,需要另外加雲母片絕緣,則其R CS可達1℃/W。PD為實際的最大損耗功率,可根據不同器件的工作條件計算而得。這樣,R SA可以計算出來,根據計算的R SA值可選合適的散熱器了。

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