功率器件散熱計(jì)算

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，離不開(kāi)我們科研人員的辛勤付出，制造出如此多的電子產(chǎn)品，然而大家只關(guān)注這些產(chǎn)品的使用，只有研究人員會(huì)關(guān)注內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這其中就要數(shù)功率器件了。最常用的散熱方法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(shí)再加上散熱風(fēng)扇，以一定的風(fēng)速加強(qiáng)散熱。在某些大型設(shè)備的功率器件上還采用流動(dòng)冷水冷卻板，它有更好的散熱效果。散熱計(jì)算就是在一定的工作條件下，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定合適的散熱措施及散熱器。

某功率器件

熱量在傳遞過(guò)程中有一定熱阻。由器件管芯傳到器件底部的熱阻為Rjc，器件底部與散熱器之間的熱阻為Rcs，散熱器將熱量散到周圍空間的熱阻為Rsa，總的熱阻Rja=Rjc+Rcs+Rsa。若器件的最大功率損耗為Pd，并已知器件允許的結(jié)溫為Tj、環(huán)境溫度為Ta，可以按下式求出允許的總熱阻Rja。

Rja ≤(Tj-Ta)/Pd

則計(jì)算最大允許的散熱器到環(huán)境溫度的熱阻Rsa為：

Rsa ≤(Tj-Ta)/Pd-(Rjc+Rcs)

為設(shè)計(jì)考慮，一般設(shè)Tj為125℃。在較壞的環(huán)境溫度情況下，一般設(shè)Ta=40℃~60℃。Rjc的大小與管芯的尺寸和封裝結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般可以從器件的數(shù)據(jù)資料中找到。Rcs的大小與安裝技術(shù)及器件的封裝有關(guān)。如果器件采用導(dǎo)熱油脂或?qū)釅|后，再與散熱器安裝，其Rcs典型值為0.1℃/W~0.2℃/W;若器件底面不絕緣，需要另外加云母片絕緣，則其Rcs可達(dá)1℃/W。Pd為實(shí)際的最大損耗功率，可根據(jù)不同器件的工作條件計(jì)算而得。這樣，Rsa可以計(jì)算出來(lái)，根據(jù)計(jì)算的Rsa值可選合適的散熱器了。

技術(shù)的不斷發(fā)展，也推動(dòng)了功率器件的不斷更新，這也需要我們年輕的科研人員更加努力，學(xué)好專業(yè)知識(shí)，這樣才能趕得上社會(huì)的發(fā)展。