最簡(jiǎn)單實(shí)用的散熱器
最簡(jiǎn)便實(shí)用的散熱裝置就是散熱器。一個(gè)有許多葉片的散熱器或一個(gè)面積較大的散熱板都會(huì)大大增加散熱面積,給熱的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射都會(huì)帶來(lái)很大的方便。就理論而言,卞介面積無(wú)限大的散熱器可使熱阻為零。但實(shí)際上是無(wú)法做到這一點(diǎn)的,這是因?yàn)樯崞魇褂弥姓加械目臻g有限,這就要求合理地選擇散熱器和計(jì)算其面積。
根據(jù)條件,可以將溫度一熱流方程寫(xiě)成如下形式
式中:PD(max)---半導(dǎo)體三極管最大耗散功率;
Tj(max)---半導(dǎo)體三極管所允許承受的最高溫度;
TA(max)---要求電路工作時(shí)所處的最高環(huán)境溫度;
θ---熱流所經(jīng)過(guò)的總熱阻。
從第一節(jié)中我們知道
θ=θjc+θcs+θsa
式中:θjc--半導(dǎo)體器件pN結(jié)到器件外殼的熱阻(C/W);
θcs--外殼到散熱器的熱阻(T/W);
θsa--由散熱器表面到周圍空氣中的熱阻(℃/W)。
θjc一般由制造商提供,可從手冊(cè)中查出。θcs+根據(jù)散熱器與外殼的接觸形式也可以求出。θsa是控制半導(dǎo)體器件結(jié)溫三個(gè)熱阻中最重要的一個(gè)參數(shù),在選擇散熱器時(shí)具有重要的作用。該熱阻越小,則導(dǎo)致θ越小,半導(dǎo)體器件在不超過(guò)最高結(jié)溫時(shí)所使用的功率越大。θsa是熱交換系數(shù)(hc)和散熱面積(A)的函數(shù),有以下關(guān)系:
熱交換系數(shù)屁是一個(gè)很復(fù)雜的函數(shù),很難取一個(gè)通用的系數(shù)。因此,為方便散熱器的選用,常常由提供的各種實(shí)用曲線來(lái)求得θsa。
從θsa公式中可以看到,增大散熱器面積可以減小抵,同佯增大熱交換系數(shù)址也可以減小θsa。在一般散熱裝置中,廣為采用的是自然對(duì)流方式,此時(shí)只能采取增加散熱器面積的方法來(lái)減小θsa。若由于受到空間限制而無(wú)法增加散熱器面積,θsa的減小往往采用強(qiáng)制對(duì)流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面以7800系列三端集成穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)明散熱器的設(shè)計(jì)方法。
已知數(shù)據(jù)為:PD=8W;Tj(max)=125℃;設(shè)TA(max)60T,手冊(cè)查得θjc=5℃/W。
將數(shù)據(jù)代人前面的方程,得
計(jì)算的結(jié)果表明,剩下的任務(wù)就是選擇適當(dāng)?shù)纳崞骱痛_定散熱器與7800三端集成穩(wěn)壓器的安裝方式,以保證θcs加θsa,不大于3·13℃/W。
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( 發(fā)表人:電子大兵 )