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關於電子散熱器選擇的計算方法

日期:2019-11-30
散熱計算公式:
Rtf =(Tj-Ta)/Pc - Rtj -Rtc
散熱器熱阻Rff 是選擇散熱器的主要依據。Tj 和Rtj 是半導體器件提供的參數,Pc是設計要求的參數,Rtc 可從熱設計專業書籍中查表。
(1) 計算總熱阻Rt:Rt= (Tjmax-Ta)/Pc
(2) 計算散熱器熱阻Rtf 或溫升ΔTfa:Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc
(3)確定散熱器:按照散熱器的工作條件(自然冷卻或強迫風冷),根據Rtf 或ΔTfa和 Pc 選擇散熱器,查所選散熱器的散熱曲線(Rtf 曲線或ΔTfa線),曲線上查出的值小於計算值時,就找到了合適的散熱器。
對於型材散熱器,當無法找到熱阻曲線或溫升曲線時,可以按以下方法確定:
按上述公式求出散熱器溫升ΔTfa,然後計算散熱器的綜合換熱係數α:
α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}
式中:
ψ1─── 描寫散熱器L/b對α的影響,(L為散熱器的長度,b為兩肋片的間距);
ψ2─── 描寫散熱器h/b對α的影響,(h為散熱器肋片的高度);
ψ3─── 描寫散熱器寬度尺寸W增加時對α的影響;
√√ [(Tf-Ta)/20]───描寫散熱器表麵最高溫度對周圍環境的溫升對α的影響;
以上參數可以查表得到。
計算兩肋片間的表麵所散的功率q0
q0 =α×ΔTfa×(2h+b)×L
根據單麵帶肋或雙麵帶肋散熱器的肋片數n,計算散熱功率Pc′
單麵肋片:Pc′=nq0
雙麵肋片:Pc′=2nq0
若Pc′ >Pc 時則能滿足要求。
參數定義:
Rt─── 總內阻,℃/W;
Rtj─── 半導體器件內熱阻,℃/W;
Rtc─── 半導體器件與散熱器界麵間的界麵熱阻,℃/W;
Rtf─── 散熱器熱阻,℃/W;
Tj─── 半導體器件結溫,℃;
Tc─── 半導體器件殼溫,℃;
Tf─── 散熱器溫度,℃;
Ta─── 環境溫度,℃;
Pc─── 半導體器件使用功率,W;
ΔTfa ─── 散熱器溫升,℃;

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