散熱器到底怎么計算？

ID:267789 · 發(fā)表于 2017-12-27 15:51

一、7805(TO-220封裝)為例設(shè)計散熱器
   設(shè) I=350mA，Vin=12V，則耗散功率 Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W。按照 TO-220封裝的熱阻 θJA=54℃/W，溫升是 132℃，設(shè)室溫 25℃，那么將會達(dá)到 7805 的熱保護(hù)點 150℃，7805 會斷開輸出。
二、正確設(shè)計方法
   首先確定最高的環(huán)境溫度，比如 60℃，查出民品 7805 的最高結(jié)溫Tj(max)=125℃，那么允許的溫升是 65℃。要求的熱阻是 65℃/2.45W=26℃/W。
   再查 7805 的熱阻，TO-220 封裝的熱阻 θJA=54℃/W，TO-3 封裝（也就是大家說的“鐵殼”）的熱阻 θJA=39℃/W，均高于要求值，都不能使用（雖然達(dá)不到熱保護(hù)點，但是超指標(biāo)使用還是不對的）,所以不論那種封裝都必須加散熱片。資料里講到加散熱片的時候，應(yīng)該加上 4℃/W 的殼到散熱片的熱阻。
   計算散熱片應(yīng)該具有的熱阻也很簡單，與電阻的并聯(lián)一樣，即 54//x=26，x=50℃/W。其實這個值非常大，只要是個散熱片即可滿足。
三、散熱片尺寸設(shè)計
   散熱片計算很麻煩的，而且是半經(jīng)驗性的，或說是人家的實測結(jié)果。
   基本的計算方法是:
   1.最大總熱阻 θja ＝（器件芯的最高允許溫度 TJ －最高環(huán)境溫度TA ） / 最大耗散功率
   其中，對硅半導(dǎo)體，TJ 可高到 125℃，但一般不應(yīng)取那么高，溫度太高會降低可靠性和壽命。
   最高環(huán)境溫度 TA 是使用中機(jī)箱內(nèi)的溫度，比氣溫會高。
   最大耗散功率見器件手冊。
   2.總熱阻 θja＝芯到殼的熱阻 θjc ＋殼到散熱片的 θcs ＋散熱片到環(huán)境的 θsa其中，θjc 在大功率器件的 DateSheet 中都有，例如 3---5θcs 對 TO220 封裝，用 2 左右，對 TO3 封裝，用 3 左右，加導(dǎo)熱硅脂后，該值會小一點，加云母絕緣后，該值會大一點。
   散熱片到環(huán)境的熱阻 θsa 跟散熱片的材料、表面積、厚度都有關(guān)系，作為參考，給出一組數(shù)據(jù)例子。
   a.對于厚 2mm 的鋁板，表面積（平方厘米）和熱阻（℃/W）的對應(yīng)關(guān)系是：

   中間的數(shù)據(jù)可以估計了。
   b.對于 TO220，不加散熱片時，熱阻 θsa 約 60--70 ℃/W�？梢钥闯�，當(dāng)表面積夠大到一定程度后，一味的增大表面積，作用已經(jīng)不大了。據(jù)稱，厚度從 2 mm 加到 4 mm 后，熱阻只降到 0.9 倍，而不是 0.5 倍。可見一味的加厚作用不大。表面黑化，θsa 會小一點，注意，表面積是指的鋁板二面的面積之和，但緊貼電路板的面積不應(yīng)該計入。對于型材做的散熱片，按表面積算出的 θsa 應(yīng)該打點折扣……
小結(jié)
   說到底，散熱片的計算沒有很嚴(yán)格的方法，也不必要嚴(yán)格計算。實際中，是按理論做個估算，然后滿功率試試看，試驗時間足夠長后，根據(jù)器件表面溫度，再對散熱片做必要的更改。
   國產(chǎn)散熱器廠家其實就是把鋁型材做出來，然后把表面弄黑。熱阻這種最基本的參數(shù)他們恐怕從來就沒有聽說過。如果只考慮散熱功率芯片的輸入輸出電壓差 X 電流是芯片的功耗，這就是散熱片的散熱功率。

ID:981826 · 發(fā)表于 2023-5-5 10:23

看了半天還沒有看懂

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