?散熱片是一種給電器中的易發(fā)熱電子元件散熱的裝置,多由鋁合金,黃銅或青銅做成板狀,片狀,多片狀等,如電腦中CPU中央處理器要使用相當(dāng)大的散熱片,電視機(jī)中電源管,行管,功放器中的功放管都要使用散熱片。
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一般散熱片在使用中要在電子元件與散熱片接觸面涂上一層導(dǎo)熱硅脂,使元器件發(fā)出的熱量更有效地傳導(dǎo)到散熱片上,再經(jīng)散熱片散發(fā)到周圍空氣中去。
任何器件在工作時(shí)都有一定的損耗,大部分的損耗變成熱量。小功率器件損耗小,無(wú)需散熱裝置。而大功率器件損耗大,若不采取散熱措施,則管芯的溫度可達(dá)到或超過(guò)允許的結(jié)溫,器件將受到損壞。
因此必須加散熱裝置,最常用的就是將功率器件安裝在散熱器上,利用散熱器將熱量散到周圍空間,必要時(shí)再加上散熱風(fēng)扇,以一定的風(fēng)速加強(qiáng)冷卻散熱。
在某些大型設(shè)備的功率器件上還采用流動(dòng)冷水冷卻板,它有更好的散熱效果。散熱計(jì)算就是在一定的工作條件下,通過(guò)計(jì)算來(lái)確定合適的散熱措施及散熱器。功率器件安裝在散熱器上。
它的主要熱流方向是由管芯傳到器件的底部,經(jīng)散熱器將熱量散到周圍空間。若沒(méi)有風(fēng)扇以一定風(fēng)速冷卻,這稱為自然冷卻或自然對(duì)流散熱。
熱量在傳遞過(guò)程有一定熱阻。由器件管芯傳到器件底部的熱阻為R JC,器件底部與散熱器之間的熱阻為R CS,散熱器將熱量散到周圍空間的熱阻為R SA,總的熱阻R JA=R JC+R CS+R SA。
若器件的最大功率損耗為PD,并已知器件允許的結(jié)溫為T(mén)J、環(huán)境溫度為T(mén)A,可以按下式求出允許的總熱阻R JA。
R JA≤(TJ-TA)/PD
則計(jì)算最大允許的散熱器到環(huán)境溫度的熱阻R SA為
R SA≤({T_{J}-T_{A}}\over{P_{D}})-(R JC+R CS)
出于為設(shè)計(jì)留有余地的考慮,一般設(shè)TJ為125℃。環(huán)境溫度也要考慮較壞的情況,一般設(shè)TA=40℃ 60℃。R JC的大小與管芯的尺寸封裝結(jié)構(gòu)有關(guān),一般可以從器件的數(shù)據(jù)資料中找到。
R CS的大小與安裝技術(shù)及器件的封裝有關(guān)。如果器件采用導(dǎo)熱油脂或?qū)釅|后,再與散熱器安裝,其R CS典型值為0.1 0.2℃/W;若器件底面不絕緣,需要另外加云母片絕緣,則其R CS可達(dá)1℃/W。
PD為實(shí)際的最大損耗功率,可根據(jù)不同器件的工作條件計(jì)算而得。這樣,R SA可以計(jì)算出來(lái),根據(jù)計(jì)算的R SA值可選合適的散熱器了。