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散熱器選擇的計算方法
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。
關于散熱器的價格
散熱器的最后成交價格與所選散熱器的規格型號、數量、交貨方式、付款方式有關,有一
點需要用戶特別注意鋁散熱器通常采用純鋁或6063 合金來制造,這兩種材質都有很好的導
熱性與之相比雜鋁的導熱性則差數倍;(其導熱系數請見【相關數據】)由于散熱器成本一
半以上是材料費,雜鋁的價格是低廉的;因此對特別便宜的散熱器,購買時要考慮因材質造
成的散熱性能的損失。
關于散熱器的訂購
選擇好散熱器的型號后,根據散熱計算結果確定截斷長度,及表面處理方式;需要訂購請提
供如下內容:
(1)散熱器型號及長度例如:50DQ140-200(型號50DQ140;長度200mm)
(2)表面處理方式(銀白色黑色其他顏色)
(3)散熱器上需要機加工的部位、加工數量及技術要求
(4)要求的交貨日期、交貨地點