电子散热器的热阻应该怎么计算 发布时间：2018/1/23 9:39:09 来源:www.jnsrq.com 浏览次数：
摘要：我们可以看到存在着一条热流通道，它是从热源——发热的器件芯片开始到带走热的介质为止。如果在这条热流通道中固体部分用的是高导热系数材料、流体部分又是热容高的材料，那么热就散的快，也就是热流遇到的阻力小
上一篇我们就电子散热器能够加工成各种形状与标准的零部件做了详细介绍和说明。 本篇文章我们简单的对电子散热器的热阻应该怎么计算进行描述，作为专业的电子散热器,插片散热器,型材散热器生产制造厂家镇江市佳诺电气有限公司，将尽心整理发布各种相关知识，竭诚为您服务。一个工作中的电力电子器件由于种种原因本身要发热。如何驱散掉这些热呢?人们发明了“电子散热器”，实际上它是一种热交换器。把器件的发热面与散热器平面紧贴一起，热就从器件传到温度较低的散热器上，然后通过流动的空气、水或其他介质吸收散热器上的热并把它带走。此时，我们可以看到存在着一条热流通道，它是从热源——发热的器件芯片开始到带走热的介质为止。如果在这条热流通道中固体部分用的是高导热系数材料、流体部分又是热容高的材料，那么热就散的快，“电子散热器也就是热流遇到的阻力小。这里提出了一个“热阻”概念。热阻： R= (Td - Ta)/P Td是发热点d点温度、Ta是周围流动介质a点温度、P是发热点的发热功率。在此，热流是由d点向a点流动，Td > Ta ，此时R即为d点到a点热阻。 在电力电子器件中，设芯片温度为：Tj、流动介质温度为Ta 热阻： Rja = (Tj - Ta)/P 电子散热器当Ta为一定，发热功率P恒定时,热阻Rja 越小，芯片温度Tj也越小。 Rj-a 由三部分热阻叠加。ⅰ，芯片到器件外壳，热阻为Rjc;ⅱ，由器件外壳到散热器，热阻为Rcs;ⅲ，散热器到周围介质，热阻为Rsa Rja = Rjc + Rcs + Rsa 电子散热器第一项由器件制造者设计决定，第二项很小，装置设计者要考虑的就是第三项：Rsa 为叙述方便，先从强迫空气冷却(风冷)说起。 在风冷条件下Rsa 由以下几个因素决定： ⅰ，散热器材质的热导率越大越好; ⅱ，散热器与空气接触面面积越大越好; ⅲ，风速大比小好; 但要注意的是：风机吹出的风是流体，同样遵循流体运动原理。即前方阻力小风速就 大，流量增大;前方阻力大，风速就小，流量减小，有如并联电路的欧姆定律。所以不能用减小散热片的间距多加翅片，来单纯达到加大散热器的表面积的效果。因为间距一小，空气阻力增加，风在间隙处很难进去。此时，如在散热器周边没有阻挡物，大量的风就从周边通过。间隙内的风速很小，风量也不大，达不到冷却的目的。电子散热器选用基础 电力电子器件散热的基本原理(1)中提出在风冷条件下决定Rsa 的三个因素只是定性分析。实际使用中并不是“越大越好”，而是根据需要进行设计和合理选用，否则会脱离实际，成本也会因此上升或体积变得很大。为此，散热器的选择可按以下步骤进行： 1，Tj，即器件芯片温度。每一种电力电子器件的国家质量标准都有明确规定。如晶闸管 Tj 的允许最高温度为125℃，考虑到设计余量，按85%取，即107℃。流动介质的温度(环境温度)Ta 通常取40℃。它们之间温差(又称芯片结温升): ΔTja = Tj - Ta = 107℃ - 40℃ = 67℃ 2， Rjc由电力电子器件制造单位在该器件的技术参数表中给出，由它算出芯片与器件外壳的温差：ΔTjc = Tj - Tc = P × Rjc,一般小于15℃。 3，Rcs常称器件与散热器的接触热阻。电子散热器因器件与散热器固定的平面不平而引起，采取涂抹导热硅脂填平不平处后，此热阻值会大幅下降。两者之间的温差ΔTcs = Tc - Ts一般小于5℃。 ΔTja = ΔTjc + ΔTcs +ΔTsa ΔTsa = (Ts - Ta) = ΔTja -(ΔTjc + ΔTcs)= 67℃ -(15℃+5℃)= 47℃ 通过公式Rsa = (Ts - Ta)/P求得所需散热器的热阻值。也就是说，所选散热器的热阻等于或小于这个热阻值就行。
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