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散熱器技術(shù)參數

發(fā)布時(shí)間:2022-04-27 新聞來(lái)源:鎮江市恒歐電子散熱器有限公司 瀏覽次數:
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。
這種由散熱器本身溫度確定的系數就是散熱器效率,它表示散熱板實(shí)際傳遞的熱量與器材安裝部位最高溫度視為均勻分布時(shí)的熱量之比。
  η主要是由所用散熱器的材料大小與厚度來(lái)決定的。一般地說(shuō),熱傳導率高的材料如鋁(2.12W/cm2℃)及銅(3.85W/cm2℃)而鋼(0.46W/cm2℃)就相當差了。
另外,散熱器的厚度以厚些為好,并以跟散熱器的長(cháng)度平方成比例為最佳。
根據上述各點(diǎn),適用于功率器件的散熱器應滿(mǎn)足下列要求:
(Ⅰ)表面積盡可能大些。
(Ⅱ)散熱器表面陽(yáng)極氧化,發(fā)黑處理。
(Ⅲ)散熱器配置應使空氣易于流通,以長(cháng)邊取垂直方向為佳。
(Ⅳ)使用熱傳導率良好的鋁及銅作為散熱器材料。
(Ⅴ)散熱器厚些為好,厚度與長(cháng)度平方成比例。
安裝散熱器的幾點(diǎn)注意事項
1. 在保證半導體功率器件工作時(shí)的實(shí)際結溫小于最大結溫情況下,應盡量選用體積小,重量輕的規格。
2. 散熱效果優(yōu)劣與安裝工藝有密切關(guān)系,安裝時(shí)應盡量增大功率器件與散熱器的接觸面積,降低接觸熱阻,提高傳熱效果。
3. 如果把接觸熱阻降的更小些,安裝時(shí)在功率器件與散熱器之間加一薄薄的導熱硅脂,可以降低熱阻25~30%。
4. 安裝時(shí)需要在器件與散熱器之間墊導熱或絕緣墊片,建議采用低熱阻材料,如紫銅箔、鋁箔或薄云母、聚脂薄膜。
5. 當安裝一個(gè)器件時(shí),其安裝孔(或組孔)置于散熱器基面的中心(L/2)位置。當安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上器件時(shí)其安裝孔(或組孔)位置在散熱器基面中心線(xiàn)上均布(L/2n)位置。
6. 緊固器件時(shí)需保證螺釘扭力一致。
7. 功率器件與散熱器安裝好后,不宜再對功率器件和散熱器進(jìn)行機械加工或整形,否則會(huì )產(chǎn)生應力,增加接觸熱阻。
8. 單面肋片式散熱器,適于在設備外部(如安裝在機箱外部)作自然風(fēng)冷,即利于功率器件的通風(fēng)散熱又可降低機內溫升。
9. 自然冷卻后,應使散熱器的斷面平行于水平面的方向;強制風(fēng)冷時(shí),應使氣流的流向平行于散熱器的肋片方向。
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