散热器选择及散热计算

散热器选择及散热计算目前的电子产品主要承受贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍旧有不少用地工作。散热计算装置。而大功率器件损耗大，假设不实行散热措施，则管芯的温度可到达或超过允许的结温，速冷却，这称为自然冷却或自然对流散热。RJC，器件底部与散热器之RCSRSARJA=“R“JC+RCS+RSA。假设器件的最大功率损耗为PD，并器件允许的结温为TJ、环境温度为TA，可以按下式求出允许的总热阻RJA。RJA≤(TJ-TA)/PD则计算最大允许的散热器到环境温度的热阻RSA为RSA≤({T_{J}-T_{A}}over{P_{D}})-(RJC+RCS)TJ为125℃。环境温度也要考虑较坏的状况，一般设TA=40℃60RJCRCS的大小与安装技术及器件的封装有关。假设器件承受导热油脂或导热垫后，再与散热器RCS0.10.2℃/W;RCS可1℃/WPDRSA可以计算出来，依据计算的RSA值可选适宜的散热器了。散热器简介小型散热器(或称散热片)热效率及绝缘性能。在自然冷却下可提高1015%，在通风冷却下可提高3%，电泳涂漆可耐500800V。散热器厂家对不同型号的散热器给出热阻值或给出有关曲线不同热阻值。计算实例PA02(APEX公司产品)18引脚TO-3金属外壳封装。器件工作条件如下:VS18V;RL4，工作频率5kHz40℃，承受自然冷却。查PA02器件资料可知:静态电流IQ27mA40mA;器件的RJC(从管芯到外壳)2.4℃/W2.6℃/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)+18V2/44=21.6W37mA。散热器热阻RSA计算:RSA≤({T_{J}-T_{A}}over{P_{D}})-(R_{JC}+R_{CS}})0.2℃/W，(PA02直接安装在散热器上，中间有导热油脂)。将上述数据代入公式得RSA≤{125℃-40℃}over{21.6W}-(2.6℃/W+0.2℃/W)≤1.135℃/WHSO40.95℃/W，可满足散热要求。留意事项在计算中不能取器件数据资料中的最大功耗值;数据资料中的最大结温一般为150℃，在设计中留有余地取125℃，环境温度也不能取25℃(要考虑夏天及机箱的实际温度)。散热器的安装要考虑利于散热的方向，并且要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，热空气从顶部散出)。假设器件的外壳为一电极，则安装面不绝缘(与内部电路不绝缘)。安装时必需承受云母垫片来绝缘，以防止短路。器件的引脚要穿过散热器，在散热器上要钻孔。为防止引脚与孔壁相碰，应套上聚四氟乙稀套管。另外，不同型号的散热器在不同散热条件下有不同热阻，可供设计时参改，即在实际应用(截面积、周长)的型材组成的散热器来代用。所以在批量生产时应作模拟试验来证明散热器选择是否适宜，必要时做一些修正(如型材的长度尺寸或转变型材的型号等)后才能作批量生产。印制电路板的热设计及其实施前言IC高度重视板级电路的热设计。PCBPCB快散热等方面探讨板级电路热设计及其实现方法。1(1)电子元器件的发热；(2)PcB的发热；(3)PCB争论范围。1设计富有度，这无论是对于加大系统稳定性、牢靠性和降低发热量都有好处。PCB电阻，当电流通过时就发热，象mA(毫安)、uA(微安)级那样的小电流通过时，发热问题可无视不计，但当大电流(百毫安级以上)通过时就不能无视。值得留意的是，当导体图形温度上升到85℃左右时，绝缘材料自身开头发PCB环境来确定的。铜导体的截面积打算了导线电阻(数字电路中线电阻引起的信号损耗可无视不计)，铜导体和绝缘基材的导热率影响温升，进而打算载流量。图2FR-42A，温度上升值低于35Um2mm：70um增加铜箔厚度或加大线宽值两个方面来满足走线的散热要求。加快散热PCBPCB出去。通过元器件优化排列改善散热按散热要求进展元件布置3于改善散热效果。热小的元件安装在上风处。图4显示元件的常规排列，图4(b)是将发热大的元4(a)4(a)的抱负排列仍有困难。5PCB5(a)5(a)排列还要低10℃。件、散热性差的元件应装在上风处。高发热器件加散热器、导热板当PCB中有少数器件发热量较大时(少于33PCB器件的位置和凹凸而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同变导热垫来改善散热效果。PCB目前广泛应用的PCB板材是覆铜／环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能，PCB高密度安装、高发热化组装时代，假设只靠外表积格外小的元件外表来散热是格外QFP、BGAPCBPCBPCB选用导热性良好的板材现今大量使用的环氧玻璃布类板材，其导热系数一股为0．2W／m℃。一般T-Lam4W／m℃，是一般环氧玻璃布类基材的20RogersRO4000TMM树脂中添加了陶瓷粉，使其导热系数提高到(0．6-1)W／m℃,是一般环氧玻璃布3—592％-96％的氧化铝(AI2O3)10W／m℃，是一般环氧玻璃布50IC，微波集成器件以及功率组件中，是导热SiC和AINPCB基材应用还在进一步争论中。承受合理的走线设计实现散热剩余率和增加导热孔是散热的主要手段。eq)PCB6效导热系数越大，PCBPCB果相当于一个细铜导管沿PCBPCB正反面的热量发生短路，发热元件的热量向PCB2PCBPCB果相当于一个细铜导管沿PCBPCB正反面的热量发生短路，发热元件的热量向PCBPCB因此，在PCB积铺铜、加导热孔设计方案。承受金属基(芯)POB板进展散热SMT属芯多层板来实现。它是将导热性较好的77电路散热是一种较好的选择金属芯PCB的芯材通常有铝、铜、钢等，后来开发出了覆铜因瓦复合材料(CIC)，它不仅具有良好的导热性，而且其热膨胀系数与半高功率、高性能的军用电子设备中。“**烧了”，这个**有时是电阻、“坏”而是用“烧”？其缘由就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，失效的很大一局部是热失效。很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。高，能承受较大的热应力〔由于环境温度或过载等引起均可介绍下热设计的常规方法。依据热流密度来评估，热流密度=热量/热通道面积。依据《GJB/Z27-92电子设备牢靠性热设计手册》的规定〔1〕，依据可承受纵轴〕，热流密度0.04W/cm2〔横轴〕，按以下图找到穿插点，落在自然冷却区内，得出自然对流和辐射即可满足设计要求。大局部热设计适用于上面这个图表，由于根本上散热都是通过面散热。但对于密=热量/〔2〕是温升要求不超过40℃时，不同体积功率密度所对应的散热方式。比方某电源0.01W，体积为0.125cm3=0.1/0.125=0.08W/cm3，查以下图得出金属传导冷却可满足要求。(温升要求为40度时，依据体积功率密度的不同，选择适宜的冷却方式。适用于密封单元的冷却)0.122W/cm3传导、辐射、自然对流等方法冷却；0.122-0.43W/cm3强迫风冷；0.43～O.6W/cm3液冷；大于0.6W/cm340℃时的推举参考值，假设温升要求低于40℃，0.122时就需要选择强迫风冷，假设要求温升很低，甚至要选择液冷或蒸发冷却了。涉及一个概念——热阻。热阻=/〔单位℃/W〕方面要求不是很苛刻，可通过估算或试验得出，假设要求很苛刻，可以查阅《GJB/Z27-92电路板，对一些系数则只能估算了，最准确的方式反而是试验测量了。。计算：实际散热器与芯片之间的热阻近似为0.1℃/W，则(R+0.1)=(85-55)℃/20W，则R=1.4℃/W。依据这个数值选散热器就可以了。≈化成电能输出了，这时候就不能认为热耗≈功率。的工程技巧来帮助实现理论计算结果的要求。一般的热设计思路有三个措施：降耗、导热、布局。备的三个措施。(少用碳膜电阻)；独石电容、钽电容(少用纸介电容)；MOS、CMOS电路(少用锗管)；指示灯承受发光二极管或液晶屏(少用白炽灯)，外表安装器件等。除了选择低功耗器件外，对一些温度敏感的特型元定量测量关键器件。10A的电流，电20A的电流，10A电流时，由于内阻产生的热损耗就会减小，热量就小。而客文章的内容。导热的设计标准比较多，挑一些比较常见的排列：方角上，出风口在机箱上方与其最远离的对称角上；避开将通风孔及排风孔开在机箱顶部朝上或面板上；为防止气流回流，进口风道的横截面积应大于各分支风道截面积之和；对靠近热源的热敏元件，承受物理隔离法或绝热法进展热屏蔽。热屏蔽材料的陶瓷；将散热>1w的零件安装在机座上，利用底板做为该器件的散热器，前提是机座为金属导热材料；热管安装在热源上方且管与水平面夹角须>30度；PCB用多层板构造〔对EMC也有格外格外大的好处〕，使电源线或地线在电路板的最上层或最下层…热源器件特地设计在一个印制板上，并密封、隔离、接地和进展散热处理；散热装置(热槽、散热片、风扇)用措施削减热阻：(1)扩大辐射面积，提高发热体黑度；(2)提高接触外表的加工精度，加大接触压力或垫入软的可展性导热材料；(3)散热器叶片要垂直印制板；(4)大热源器件散热装置直接装在机壳上；密封电子设备内外均涂黑漆可关心散热；为避开辐射热影响热敏器件、热源〔涂黑〕，外面光滑〔不影响热敏器件〕，通过热传导散热。密封电子设备机壳内外有肋片，以增大对流和辐射面积。不重复使用冷却空气；为了提高主要发热元件的换热效率、可将元件装入与其外形相像的风道内。…风机的选择…被散热器件与散热器之间充填导热膏(脂)，以减小接触热阻；Ra≤6.3μm；辐射是真空中传热的唯一方法，1确保热源具有高的辐射系数，假设处于嵌4辐射体对于吸取体要有良好的视角，即角系数φ要大；5不期望吸取热量的零部件，壁光滑易于反射热。10℃……………布局：1.元器件布局减小热阻的措施：(2)元器件安装在最正确自然散热的位置上；(2)元器件热流通道要短、横截面要大和通道中无绝热或隔热物；(3)发热元件分散安装；(4)元器件在印制板上直立排放。2.元器件排放削减热影响：→放大电路→规律电路→敏感电路→集成电路→小功率电阻电路→有发热元件电路→出风口，构成良好散热通道；散热装置。合理布局准则：(2)将发热量大的元件安装在条件好的地方，如靠近通风孔；(2)将热敏元件安装在热源下面。零件安装方向横向面与风向平行，利于热对流。(3)在自然对流中，热流通道尽可能短，横截面积应尽量大；效果；发热元件担忧装在机壳上时，与机壳之间的距离应>35—40cm冷却内部部件的空气进口须加过滤装置，且不必拆