电子产品设计,对散热器的选择要哪些考量?

2019-07-16 13:17发布

作为电路设计的一个重要方面,散热器提供了一种有效的途径,将热量从电子器件(如 BJT、MOSFET 和线性稳压器)传递出去并散发到周围空气中。

利用器件应用中的热数据并结合散热器供应商提供的规格,对散热器的选择问题进行选择。
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6条回答
hfgdzc
2019-07-17 02:27
需要考虑的最后一个热阻是“散热器到环境”热阻,由符号 Rθ S-A 表示。该热阻值的计算可以揭示热量从散热器底座转移到周围周围空气中的容易程度。电子元器件制造商 CUI 是一家散热器供应商,提供了像图 4 所示的图形,展示了通过不同的气流负荷和条件,热量可以轻易地从散热器转移到周围空气中。

图 4:展示典型散热器安装表面高于环境温度温升的图形(图片来源:CUI Inc.)

在此示例中,假设器件在自然对流且没有任何气流的条件下工作。该图可用于计算此特定散热器的最终热阻,即散热器到环境热阻。用表面高于环境温度的温升量除以散热量,可以得出该特定工作条件下的热阻。此处耗散的热量为 2.78 W,导致表面高于环境温度的温升为 53°C。用 53°C 除以 2.78 W 可以得出散热器到环境的热阻值为 19.1°C/W。

在之前的计算中,结点与周围空气之间的最大允许热阻为 27°C/W。减去结壳热阻 (0.5°C/W) 以及外壳至散热器的热阻 (0.45°C/W),即可得出散热器的最大允许热阻,计算结果为 26.05°C/W,计算方法为:27°C/W - 0.5°C/W - 0.45°C/W。

就本示例而言,在这些假设条件下,该散热器 19.1°C/W 的热阻远低于先前计算的允许值 26.05°C/W。如此意味着 TO-220 封装内部的硅结温温度更低,设计热裕量更宽。此外,通过将所有热阻相加,然后乘以结点处耗散的瓦特数,最后将结果加到最高环境温度,可以得出结点最高温度的近似值,如下所示:

此处展示的示例揭示了散热器在应用热管理中的重要性。如果不安装散热器,TO-220 封装内的硅结将远远超出 125°C 的设计额定限值。只需修改并重复此处使用的流程,即可帮助设计人员为各种不同的应用选择尺寸合适的散热器。

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