散熱器到底怎么計算?一、7805(TO-220封裝)為例設計散熱器設I=350mA,Vin=12V,則耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W。
按照TO-220封裝的熱阻θJA=54℃/W,溫升是132℃,設室溫25℃,那么將會達到7805的熱保護點150℃,7805會斷開輸出。
二、正確設計方法首先確定最高的環境溫度,比如60℃,查出民品7805的最高結溫Tj(max)=125℃,那么允許的溫升是65℃。
要求的熱阻是65℃/2.45W=26℃/W。
再查7805的熱阻,TO-220封裝的熱阻θJA=54℃/W,TO-3封裝(也就是大家說的“鐵殼”)的熱阻θJA=39℃/W,均高于要求值,都不能使用(雖然達不到熱保護點,但是超指標使用還是不對的),所以不論那種封裝都必須加散熱片。
資料里講到加散熱片的時候,應該加上4℃/W的殼到散熱片的熱阻。
計算散熱片應該具有的熱阻也很簡單,與電阻的并聯一樣,即54//x=26,x=50℃/W。
其實這個值非常大,只要是個散熱片即可滿足。
三、散熱片尺寸設計散熱片計算很麻煩的,而且是半經驗性的,或說是人家的實測結果。
基本的計算方法是:1.最大總熱阻θja=(器件芯的最高允許溫度TJ-最高環境溫度TA)/最大耗散功率其中,對硅半導體,TJ可高到125℃,但一般不應取那么高,溫度太高會降低可靠性和壽命。
最高環境溫度TA是使用中機箱內的溫度,比氣溫會高。
最大耗散功率見器件手冊。
2.總熱阻θja=芯到殼的熱阻θjc+殼到散熱片的θcs+散熱片到環境的θsa其中,θjc在大功率器件的DateSheet中都有,例如3---5θcs對TO220封裝,用2左右,對TO3封裝,用3左右,加導熱硅脂后,該值會小一點,加云母絕緣后,該值會大一點。
散熱片到環境的熱阻θsa跟散熱片的材料、表面積、厚度都有關系,作為參考,給出一組數據例子。
a.對于厚2mm的鋁板,表面積(平方厘米)和熱阻(℃/W)的對應關系是:
中間的數據可以估計了。
b.對于TO220,不加散熱片時,熱阻θsa約60--70℃/W。
可以看出,當表面積夠大到一定程度后,一味的增大表面積,作用已經不大了。
據稱,厚度從2mm加到4mm后,熱阻只降到0.9倍,而不是0.5倍。
可見一味的加厚作用不大。
表面黑化,θsa會小一點,注意,表面積是指的鋁板二面的面積之和,但緊貼電路板的面積不應該計入。
對于型材做的散熱片,按表面積算出的θsa應該打點折扣……小結說到底,散熱片的計算沒有很嚴格的方法,也不必要嚴格計算。
實際中,是按理論做個估算,然后滿功率試試看,試驗時間足夠長后,根據器件表面溫度,再對散熱片做必要的更改。
國產散熱器廠家其實就是把鋁型材做出來,然后把表面弄黑。
熱阻這種最基本的參數他們恐怕從來就沒有聽說過。
如果只考慮散熱功率芯片的輸入輸出電壓差X電流是芯片的功耗,這就是散熱片的散熱功率。
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