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主要产品:电子散热器、型材散热器、插片散热器

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芯片热阻盘算及电子散热器挑选
2018-9-10 泉源:-澳门金沙js5 标签:芯片热阻盘算及电子散热器挑选 浏览:10092次

      现在的电子产品重要接纳贴片式封装器件,但大功率器件及一些功率模块仍旧有很多用穿孔式封装,那重要是可轻易天安装正在散热器上,便于散热。停止大功率器件及功率模块的散热盘算,其目标是正在肯定的散热条件下挑选适宜的,以包管器件或模块平安、牢靠天事情。

     电子散热器简介

     小型电子散热器(或称散热片)由铝合金板料经冲压工艺及外面处置惩罚制成,而大型散热器由铝合金挤压构成型材,再经机器加工及外面处置惩罚制成。它们有种种 外形及尺寸供差别器件安装及差别功耗的器件选用。散热器一样平常是标准件,也可供应型材,由用户凭据要求切割成肯定长度而制成非标准的散热器。散热器的外面处 理有电泳涂漆或玄色氧极化处置惩罚,其目标是进步散热效力及绝缘性能。正在天然冷却下可进步10 15%,正在透风冷却下可进步3%,电泳涂漆可耐压500 800V。

电子散热器厂家对差别型号的散热器给出热阻值或给出有关曲线,而且给出正在差别散热条件下的差别热阻值。

     散热盘算

    任何器件正在事情时都有肯定的消耗,大部分的消耗酿成热量。小功率器件消耗小,无需散热装配。而大功率器件消耗大,若不接纳散热步伐,则管芯的温 度可到达或凌驾许可的结温,器件将遭到破坏。因而必需加散热装配,最常用的就是将功率器件安装正在散热器上,应用散热器将热量散到四周空间,需要时再加上散 热风扇,以肯定的风速增强冷却散热。正在某些大型装备的功率器件上借接纳活动冷水冷却板,它有更好的散热结果。 散热盘算就是正在肯定的事情条件下,经由过程盘算去肯定适宜的散热步伐及散热器。功率器件安装正在散热器上。它的重要热流偏向是由管芯传到器件的底部,经散热器将热量散到四周空间。若没有电扇以肯定风速冷却,那称为天然冷却或天然对流散热。

     热量正在通报历程有肯定热阻。由器件晶片传到器件外面的热阻为RJC,器件外面取散热器之间的热阻为R CS,散热器将热量散到四周空间的热阻为RSA,总的热阻RJA=Rjc+Rcs+Rsa。若器件的最大功率消耗为PD,并已知器件许可的结温为TJ、环境温度为TA,能够按下式求出许可的总热阻R JA。

    R JA≤(TJ-TA)/PD

    则盘算最大许可的散热器到环境温度的热阻R SA为

    R SA≤({T_{J}-T_{A}}\Over{P_{D}})-(R JC+R CS)

    出于为设想留有余地的思索,一样平常设TJ为125℃。环境温度也要思索较坏的状况,一样平常设TA=40℃ 60℃。R JC的巨细取管芯的尺寸封装构造有关,一样平常能够从器件的数据资料中找到。R CS的巨细取安装手艺及器件的封装有关。若是器件接纳导热油脂或导热垫后,再取散热器安装,其R CS典范值为0.1 0.2℃/W;若器件底面不绝缘,需求别的加云母片绝缘,则其R CS可达1℃/W。PD为现实的最大消耗功率,可凭据差别器件的事情前提盘算而得。如许,R SA能够盘算出来,凭据盘算的R SA值可选适宜的散热器了。

盘算实例

     一功率运算放大器PA02(APEX公司产物)做低频功放,其电路如图1所示。器件为8引脚TO-3金属外壳封装。器件事情前提以下:事情电压 VS为 18V;负载阻抗RL为4 ,事情频次直流条件下可到5kHz,环境温度设为40℃,接纳天然冷却。

查PA02器件材料可知:静态电流IQ典范值为27mA,最大值为40mA;器件的R JC(从管芯到外壳)典范值为2.4℃/W,最大值为2.6℃/W。

    器件的功耗为PD:

     PD=PDQ+PDOUT

     式中PDQ为器件内部电路的功耗,PDOUT为输出功率的功耗。PDQ=IQ(VS+|-VS|),PDOUT=V^{2}_{S}/4RL,代入上式

PD=IQ(VS+|-VS|)+V^{2}_{S}/4RL=37mA(36V)+18V2/4 4=21.6W

     式中静态电流与37mA。

    散热器热阻R SA盘算:R SA≤({T_{J}-T_{A}}\Over{P_{D}})-(R_{ JC}+R_{ CS}})

    为留有余量,TJ设125℃,TA设为40℃,R JC与最大值(R JC=“2”.6℃/W),R CS与0.2℃/W,(PA02间接安装正在散热器上,中央有导热油脂)。将上述数据代入公式得

R SA≤{125℃-40℃}\Over{21.6W}-(2.6℃/W+0.2℃/W)≤1.135℃/W

    HSO4正在天然对流时热阻为0.95℃/W,可知足散热要求。

    注意事项

    1.正在盘算中不克不及与器件数据资料中的最大功耗值,而要凭据现实前提去盘算;数据资料中的最大结温一样平常为150℃,正在设想中留有余地与125℃,环境温度也不能与25℃(要思索炎天及机箱的现实温度)。

     2.散热器的安装要思索利于散热的偏向,而且要正在机箱或机壳上相应的位置开散热孔(使冷空气从底部进入,热氛围从顶部散出)。

    3.若器件的外壳为一电极,则安装里不绝缘(取内部电路不绝缘)。安装时必需接纳云母垫片去绝缘,以防备短路。

    4.器件的引脚要穿过散热器,正在散热器上要钻孔。为防备引脚取孔壁相碰,应套上聚四氟乙密套管。

     5.别的,差别型号的散热器正在差别散热条件下有差别热阻,可供设计时参改,即正在现实运用中可参照这些散热器的热阻来盘算,并可采用类似的构造外形(截面积、周长)的型材构成的散热器去代用。

    6.正在上述盘算中,有些参数是设定的,取现实值能够有收支,代用的型号尺寸也不完全相同,以是正在批量消费时应作模仿实验去证明散热器挑选是不是适宜,需要时做一些批改(如型材的长度尺寸或改变型材的型号等)后才气做批量消费。

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