對熱阻的認識之前做了這么多電源還有高頻機,我一直沒有想過如何設計散熱,或者說怎么樣的散熱設計才不會讓芯片過溫而損壞。
對于發熱元件,散熱是必須要考慮的事情,好的散熱有利于元件最大化利用,而壞的散熱則制約著元件的使用極限。
最近要去參加一個網絡論壇舉辦的電源技術分享與實戰研討會,屆時還帶上自己的DIY作品,因此我早早準備好自己制作的電源,以讓在場同行共同討論設計心得還有其他方面的東西,我的160W反激式電源發熱很大,本來想著找個散熱片什么的隨便安裝看看能不能頂得住,結果滿載工作了一會就過溫保護,這才逼著我想著怎么計算散熱面積還有如何選擇散熱材料。
雖然之前有聽過熱阻一詞,也瞄過一眼計算過程,但是都沒把這放心上,心想這東西沒多大重要,但是我現在意識到散熱是產品設計的一大重點內容,這難度不亞于電路設計,我們知道Θ*P=ΔT其中θ叫熱阻(相當于電路的電阻),P叫耗散功率,ΔT叫溫差,就是兩點之間的溫度差。
我們看芯片資料都有幾個參數,其中一個叫最大耗散功率PCM,一個叫最大結溫TJmax,還有熱阻℃/W。
我們就是根據這幾個參數設計散熱。
很多人不知道PCM是如何得出來的,以為是I^2*R得出來的,但是當你查資料的時候發現代入公式得不出這個值。
芯片資料寫的PCM都是在一定溫度下的值,正常情況下TJ=150℃,Ta叫環境溫度,Tc叫外殼溫度,Ts叫散熱器溫度和絕緣層之間的溫度,所以根據最上面的公式我們知道θ*PCM=(TJ-Tc),假如我們加上散熱片和絕緣墊片什么的那么θ值就叫總熱阻抗,θ=θjcθcsθsa,其中θjc就是芯片手冊給的參數,叫結殼熱阻,θcs叫殼到散熱面的熱阻,θsa叫散熱材料到空氣的熱阻。
不同的散熱材料熱阻相差很大,所以要想得到良好的散熱效果那么一定要選熱阻小的散熱材料,絕緣墊片的熱阻也是各不相同,下面是一些散熱材料的導熱系數,系數越高,說明散熱效果越好,熱阻越小。
從表格可知,紫銅的導熱系數最大,因此散熱效果最好,空氣的導熱系數最小,所以空氣的散熱效果最差。
知道了PCM和允許最高結溫TJ和環境溫度,那么我們就知道總熱阻是多少,從而計算出我們要的散熱材料的熱阻是多少,然后再選擇散熱材料。
當然,這個最后的散熱是否達標還要根據實際測試才能知道。
計算只是一個大概值,起到一個大的指導方向。
此帖出自電源技術論壇
電源
熱導率最大的單質是銀,不過太貴了用不起.云母除了耐高溫之外,實在不是個好的墊片
云母片的好處是絕緣
leifengfirst發表于2016-12-2400:36云母片的好處是絕緣
過薄的介質容易破裂,因此安規上對絕緣材料的厚度有要求.絕緣材料要綜合衡量多項指標,并不是一味地追求單一的高介電強度
樓主的介紹比較理論,我給一個自己用的經驗公式(僅適用于市場上常見的鋁散熱器):TO-220封裝,在不用絕緣墊片、涂散熱硅脂的條件下,θcs大約是0.5C/W(C是攝氏度,W是瓦,下同)。
假設鋁散熱片的全部表面積為S(cm^2),則θsa大約是(1600~2000)/S,單位也是C/W。
這個經驗公式是不加風扇的。
另外有條件,就是從晶體管到散熱片的最遠邊緣的距離不能大于散熱片厚度的70倍。
這個距離/厚度的比值越大,熱阻越大。
leifengfirst發表于2016-12-2400:36云母片的好處是絕緣
導熱絕緣片也是絕緣的
有需要導熱絕緣材料可以找我們樣品送送送
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