关于散热器选择的计算方法
散热计算公式:
Rtf =(Tj-Ta)/Pc - Rtj -Rtc
散热器热阻Rff 是选择散热器的主要依据。Tj 和Rtj 是半导体器件提供的参数,Pc是设计要求的参数,Rtc 可从热设计专业书籍中查表。
(1) 计算总热阻Rt:Rt= (Tjmax-Ta)/Pc
(2) 计算散热器热阻Rtf 或温升ΔTfa:Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc
(3)确定散热器:按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rtf 或ΔTfa和 Pc 选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rtf 曲线或ΔTfa线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的散热器。
对于型材散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:
按上述公式求出散热器温升ΔTfa,然后计算散热器的综合换热系数α:
α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}
式中:
ψ1─── 描写散热器L/b对α的影响,(L为散热器的长度,b为两肋片的间距);
ψ2─── 描写散热器h/b对α的影响,(h为散热器肋片的高度);
ψ3─── 描写散热器宽度尺寸W增加时对α的影响;
√√ [(Tf-Ta)/20]───描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响;
以上参数可以查表得到。
计算两肋片间的表面所散的功率q0
q0 =α×ΔTfa×(2h+b)×L
根据单面带肋或双面带肋散热器的肋片数n,计算散热功率Pc′
单面肋片:Pc′=nq0
双面肋片:Pc′=2nq0
若Pc′ >Pc 时则能满足要求。
参数定义:
Rt─── 总内阻,℃/W;
Rtj─── 半导体器件内热阻,℃/W;
Rtc─── 半导体器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;
Rtf─── 散热器热阻,℃/W;
Tj─── 半导体器件结温,℃;
Tc─── 半导体器件壳温,℃;
Tf─── 散热器温度,℃;
Ta─── 环境温度,℃;
Pc─── 半导体器件使用功率,W;
ΔTfa ─── 散热器温升,℃;[
散热器的表面质量要求
1.1散热体表面应无缩孔、锈蚀、裂纹等缺陷;
1.2平板形散热器的金属紧固件(压板、压盖、碟形弹簧)、水冷散热体的导电片应加镀层保护;
1.3散热体台面的表面粗糙度Ra最大允许值为3.2,m;
1.4散热体台面的平面度不低于9级;
1.5用于湿热带电力半导体器件的散热器(包括散热体、紧固件和绝缘件),表面应经防护处理,其耐潮湿、耐盐雾和耐霉菌的能力应符合相应的热带电力半导体器件标准;
1.6散热器专用的紧固件和绝缘件应符合GBB446.3(电力半导体器件用散热器绝缘件和紧固件》
1.7散热器与电力半导体安装的紧固力矩或紧固压力应符合器件产品标准的有关规定;
1.8平板形散热体台面的安装中心定位销尺寸:直径中2.5mm,高出台面lmmo