大功率散热器件的散热设计?

分类:常见问题 作者:佚名 来源:东莞冠程CNC加工厂家 发布时间:2022-01-19

大功率散热器件的散热设计:

随着电子技术的不断发展,大功率器件的发热功耗越来越大、热流密度不断增加。产品散热设计对产品的可靠性有着至关重要的影响。要对大功率器件进行良好的散热设计,首先要了解功率器件的热性能指标,然后通过选择合适的散热方式,正确的风道设计以及对散热器进行必要的优化分析,最后规范、正确的安装散热器使器件达到最佳的散热效果。
1、 器件的热性能参数 
器件厂家会提供器件的焊接温度、封装形式、工作温度范围、器件结点温度限制、内部热阻等信息,这是参数是进行散热设计的基础和前提。下面对一些常用热参数逐一说明:TDP—器件热耗散功耗,单位W(瓦),表示器件实际发热量的大小
Tc–器件壳体温度,单位℃
Tj–结点温度,单位℃。随着结点温度的提高,半导体器件性能将会下降。结点温度超过最大限制,器件寿命极度下降甚至烧毁。这是进行热设计关注的焦点。
Ta–环境温度,单位℃
Rja–结点到环境的热阻,单位℃/W
Rjc–结点到器件壳的热阻,单位℃/W归根到底,热设计主要任务是要满足:Tj< Tj(max)并留有适当的余量(通常要保证有10%以上余量)。Tj(max)=P* Rjc+ Tc(max)
Tc(max)即器件表面的最高温度,很显然散热设计越成功,Tc(max)就会越低。
2、 散热方式的选择 系统散热方式的选择应充分考虑系统的发热功耗,温度/体积/重量要求,防护等级,散热装置的可操作性,价格等诸多因素,最终选择最适合自己产品的、有效的散热方式。散热主要分为:自然散热、强迫风冷。液体冷却等。目前普遍采用的散热方式仍然是风冷。下表反映了不同散热方式状况下热流密度与温升的关系。
自然散热:通过空气的自然对流将热量带到周围空间。这种散热方式可以用在发热功率不大,重量,温度等要求不高的场合。优点:结构简单、无噪音、价格低廉。
强迫风冷:对于发热功耗大的器件,选用强迫风冷是很必要的,尤其配合一些高效能的散热器可以达到理想的散热效果。因为强迫风冷换热效率高,一般是自然散热方式的数倍。优点:散热效率高,产品重量可被大幅度降低。

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