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關于散熱器選擇的計算方法
散熱計算公式:
Rtf =(Tj-Ta)/Pc - Rtj -Rtc
散熱器熱阻Rff 是選擇散熱器的主要依據。Tj 和Rtj 是半導體器件提供的參數,Pc是設計要求的參數,Rtc 可從熱設計專業書籍中查表。
(1) 計算總熱阻Rt:Rt= (Tjmax-Ta)/Pc
(2) 計算散熱器熱阻Rtf 或溫升ΔTfa:Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc
(3)確定散熱器:按照散熱器的工作條件(自然冷卻或強迫風冷),根據Rtf 或ΔTfa和 Pc 選擇散熱器,查所選散熱器的散熱曲線(Rtf 曲線或ΔTfa線),曲線上查出的值小于計算值時,就找到了合適的散熱器。
對于型材散熱器,當無法找到熱阻曲線或溫升曲線時,可以按以下方法確定:
按上述公式求出散熱器溫升ΔTfa,然后計算散熱器的綜合換熱系數α:
α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}
式中:
ψ1─── 描寫散熱器L/b對α的影響,(L為散熱器的長度,b為兩肋片的間距);
ψ2─── 描寫散熱器h/b對α的影響,(h為散熱器肋片的高度);
ψ3─── 描寫散熱器寬度尺寸W增加時對α的影響;
√√ [(Tf-Ta)/20]───描寫散熱器表面最高溫度對周圍環境的溫升對α的影響;
以上參數可以查表得到。
計算兩肋片間的表面所散的功率q0
q0 =α×ΔTfa×(2h+b)×L
根據單面帶肋或雙面帶肋散熱器的肋片數n,計算散熱功率Pc′
單面肋片:Pc′=nq0
雙面肋片:Pc′=2nq0
若Pc′ >Pc 時則能滿足要求。
參數定義:
Rt─── 總內阻,℃/W;
Rtj─── 半導體器件內熱阻,℃/W;
Rtc─── 半導體器件與散熱器界面間的界面熱阻,℃/W;
Rtf─── 散熱器熱阻,℃/W;
Tj─── 半導體器件結溫,℃;
Tc─── 半導體器件殼溫,℃;
Tf─── 散熱器溫度,℃;
Ta─── 環境溫度,℃;
Pc─── 半導體器件使用功率,W;
ΔTfa ─── 散熱器溫升,℃;[
散熱器的表面質量要求
1.1散熱體表面應無縮孔、銹蝕、裂紋等缺陷;
1.2平板形散熱器的金屬緊固件(壓板、壓蓋、碟形彈簧)、水冷散熱體的導電片應加鍍層保護;
1.3散熱體臺面的表面粗糙度Ra最大允許值為3.2,m;
1.4散熱體臺面的平面度不低于9級;
1.5用于濕熱帶電力半導體器件的散熱器(包括散熱體、緊固件和絕緣件),表面應經防護處理,其耐潮濕、耐鹽霧和耐霉菌的能力應符合相應的熱帶電力半導體器件標準;
1.6散熱器專用的緊固件和絕緣件應符合GBB446.3(電力半導體器件用散熱器絕緣件和緊固件》
1.7散熱器與電力半導體安裝的緊固力矩或緊固壓力應符合器件產品標準的有關規定;
1.8平板形散熱體臺面的安裝中心定位銷尺寸:直徑中2.5mm,高出臺面lmmo