单管风冷散热器的选配 功率半导体元件在工作时,自身必然要产生热损耗。但若发热量太大,且又来不及向周围媒质消散,元件就会因**过其正常工作的保证温度而失效。因此,选配合适的散热器,是元件可靠工作的重要条件之一。 1. 单管风冷散热器概念 (1) 元件工作结温Tj:即元件允许的较高工作温度极限。本参数由制造厂提供,或产品标准强制给出要求。 (2) 元件的损耗功率P:元件在工作时自身产生的平均稳态功率消耗,定义为平均有效值输出电流与平均有效值电压降的乘积。 (3) 耗散功率Q:特定散热结构的散热能力。 (4) 热阻R:热量在媒质之间传递时,单位功耗所产生的温升。 R = ΔT / Q 2. 单管风冷散热器的选配 设环境温度为Ta。散热器的配置目的,是必须保证它能将元件的热损耗有效地传导至周围环境,并使其热源_即结点的温度不**过Tj。用公式表示为P < Q = ( Tj - Ta ) / R ① (当然,热量的消散除对流传导外,还可辐射。在后面讨论) 而热阻又主要由三部分组成: R = Rjc + Rcs + Rsa ② Rjc:结点至管壳的热阻; Rcs:管壳至散热器的热阻; Rsa:散热器至空气的热阻。 其中,Rjc与元件的工艺水平和结构有很大关系,由制造商给出。 Rcs与管壳和散热器之间的填隙介质(通常为空气)、接触面的粗糙度、平面度以及安装的压力等密切相关。介质的导热性能越好,或者接触越紧密,则Rcs越小。 (参考值:我厂凸台元件的风冷安装,一般可考虑Rcs≈0.1Rjc) Rsa是散热器选择的重要参数。它与材质、材料的形状和表面积、体积、以及空气流速等参量有关。 综合①和②,可得Rsa <〔( Tj - Ta ) / P〕- Rjc - Rcs ③ 上式③即散热器选配的基本原则。 一般散热器厂商应提供特定散热器材料的形状参数和热阻特性曲线,据此设计人员可计算出所需散热器的表面积、长度、重量,并进一步求得散热器的热阻值Rsa。 3. 单管风冷散热器注意事项 上面的理论分析是一个普适原则,在实际设计中应留出足够余量。因为提供数据的准确性、由元件到散热器的安装状况、散热器表面的空气对流状态、热量的非稳态分布等,都是非理想化的因素,应预考虑。 另外,散热器表面向空气的热辐射,也是一种热耗散方式。在自冷设计中广泛应用的阳极氧化发黑和打毛处理工艺,即是增加热辐射的有效办法。但该办法明显不适用要求强迫风冷的以对流传导为主要方式的设计,因为散热器表面越光亮则热阻越低,这是要特别提示设计人员的。 全国热线:400-090-0008 0710-3751391 公司官网/ 销售经理电话: Q