行業(yè)資訊
模塊散熱器選擇
發(fā)布日期:2016-09-12 15:02:00 來(lái)源: 瀏覽次數:
用戶(hù)選配散熱器時(shí),必須考慮以下因素:
① 模塊工作電流大小,以決定所需散熱面積;
② 使用環(huán)境,據此可以確定采取什么冷卻方式——自然冷卻、強迫風(fēng)冷、還是水冷;
③ 裝置的外形、體積、給散熱器預留空間的大小,據此可以確定采用什么形狀的散熱器。
一般而論,大多數用戶(hù)會(huì )選擇鋁型材散熱器。
下面給出散熱器長(cháng)度的計算公式:
模塊所需散熱面積=(散熱器周長(cháng))×(散熱器長(cháng)度)+(截面積)×2
其中,模塊所需散熱面積為模塊特性參數表中給出的參考值,散熱器周長(cháng)、截面積可以在散熱器廠(chǎng)家樣本中查到,散熱器長(cháng)度為待求量。在使用功率器件時(shí)最重要的是如何使其產(chǎn)生的熱量有效地散發(fā)出去,以獲得高可靠性。
散熱的最一般方法是把器件安裝在散熱器上,散熱板將熱量輻射到周?chē)目諝庵腥?,以及通過(guò)自然對流來(lái)散發(fā)熱量。
一般地說(shuō),從散熱器到周?chē)目諝獾臒崃髁浚≒)可由下例表示。
P=hAη△T 式中h為散熱器總的傳熱導率(W/cm2℃),A為散熱器的表面積(cm2),η為散熱器效率,△T為散熱器的最高溫度與環(huán)境 溫度之差 (℃)。上式中h是由輻射及對流來(lái)決定,η是由散熱器的形狀來(lái)決定。 總之,散熱器的表面積越大,與環(huán)境溫度之差越大,散熱板的熱量輻射越有效。
(1)輻射散熱
下述近似式表示輻射散熱
hr=2.3×10-11×ε(△T/2+237)3(W/cm2℃)
式中ε是表面輻射率,隨散熱器的表面狀況而變化。表面研磨光潔的產(chǎn)品ε=0.05~0.1也就是說(shuō)輻射率極差。然而,散熱器表面涂以涂料,經(jīng)氧化可使ε=1
(2)對流散熱
功率器件安裝在裝置的框架上時(shí),采用對流散熱比輻射散熱更有效。在一個(gè)大氣壓的空氣中,采用對流散熱器的傳導率近似地由下式表示。
hc=4.3×10-4×(△T/H)1/4(W/cm2℃)
式中,H是散熱垂直方向的高度。散熱器的間隔高定在H1/4(cm)之內??傊?,散熱器的垂直方向長(cháng)于水平方向更為有效。
(3)散熱器效率η
若用薄材料制成散熱器,則離熱源越遠,表面溫度越低,散熱效果也越差。上述公式是假定溫度都是均勻分布的,而實(shí)際上在散熱板的邊緣部位表面溫度越低。