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          電子散熱器的選購

          時間:2013-06-08 作者:
              電子散熱器通常是針對大功率電子元器件散熱的散熱片,沒有外加電源,自然冷卻,大多數都是制成鋁合金型材,根據元器件大小切斷成需要的尺寸,例如大功率開關管或三極管的散熱片。當然特殊情況下超大功率的電子元件也有帶散熱風扇的,例如開關電源的開關管就必須加裝散熱風扇。 

              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;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。

              首先確定要散熱的電子元器件,明確其工作參數,工作條件,尺寸大小,安裝方式,選擇散熱器的底板大小比元器件安裝面略大一些即可,因為安裝空間的限制,散熱器主要依靠與空氣對流來散熱,超出與元器件接觸面的散熱器,其散熱效果隨與元器件距離的增加而遞減。對于單肋散熱器,如果所需散熱器的寬度在表中空缺,可選擇兩倍或三倍寬度的散熱器截斷即可。

              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,℃。 



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