电子散热器的选用原则
散热器选用时主要根据以下技术参数:
(1)功率器件主要技术参数和使用技术参数。
Pmax——功率器件最大功率,W;
P——功率器件实际使用功率,W;
Ri——功率器件内阻,℃/W;
Tjmax——功率器件最大允许结温,℃/W。
(2)使用环境温度Ta(℃)。
(3)散热器体积、质量、价格、温升或热阻。
功率器件安装在散热器上,在规定的使用条件下,就构成了图1-3-1所示的热路图。其中:Tjmax——功率器件最大允许结温,℃;Ri——功率器件内阻,℃/W;Rc—器件与散热器间接触热阻,℃/W;Rf——散热器热阻,℃/W;Tc——功率器件壳温,℃;Tf——散热器温度,℃;Ta——使用环境温度,℃。
根据图1-3-1,计算总热阻按式(1-1)计算,即
Rt=(Tjma—Ta)/P (1-1)
根据式(1-2)计算散热器热阻,即
Rf = Rt-Ri-Rc (1-2)
散热器热阻Rf是选用散热器主要依据,通过散热器热阻Rf来确定散热器的具体型号和结构参数。举例如下:
1) 已知条件:P=25W,Ta=45℃,功率器件型号3DD6F.
2) 查3DD6F相关参数,可知Pmax=50W,Tjmax=175℃,Ri=2℃/W。
3) 设3DD6F管与散热器间不加垫片不涂导热硅脂,从SJ1267——1977《半导体器件用散热器在自然空气冷却状态下的热阻测试方式》查接触热阻参考表,得Rc为0.88~0.97℃/W,这里取0.97。
4) 计算总热阻。
Rt=(Tjmax—Ta)/P=(175—45)/25=5.2(℃/W)
5) 计算散热器热阻。
Rf=Rt—Ri—Rc=5.2—2—0.97=2.23(℃/W)
6) 选择叉指型散热器。查GB/T7423.3—1987,选择SRZ219叉指形散热器,查P=25W处散热器热阻为2.1℃/W,此热阻用R’f表示,以为R’f<Rf,所以散热器选择合理。
7) 选择型材散热器。
散热器温升
△ Tfa=RfP=2.23×25=55.75(℃)
选择SRX-03S型材散热器,截长80mm,此散热器在P=25W时的对应散热器温升△T’fa=42℃,以为△T’fa<△Tfa,故型材散热器选择合理。
资料来源:《电子散热器技术手册》