不同散熱器參數(shù)的計(jì)算公式與散熱安裝要點(diǎn)

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在使用功率器件時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圍的空氣中去，以及通過自然對流來散發(fā)熱量。從散熱器到周圍的空氣的熱流量(P)可由下例表示。

一、計(jì)算公式：P=hA*η*△T

上述公式中h為散熱器總的傳熱導(dǎo)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是由輻射及對流來決定，η是由散熱器的形成來決定。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，采用對流散熱比輻射散熱更有效。在一個大氣壓的空氣中，采用對流散熱器的傳導(dǎo)率近似地由下式表示。 hc=4.3×10-4×（△T/H）1/4（W/cm2 ℃）式中，H 是散熱器垂直方向長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(yuǎn)，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在分布的，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(shù)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的熱量之比。 η 主要是由所用散熱器的材料大小與厚度來決定的。一般地說，熱傳導(dǎo)率高的材料如鋁（2.12W/cm2 ℃）及銅（3.85W/cm2 ℃）而鋼（0.46W/cm2 ℃）就相當(dāng)差了。

另外，散熱器的厚度以厚些為好，并以跟散熱器的長度平方成比例為最佳。

散熱要求：

(Ⅰ)表面積盡可能大些

(Ⅱ)散熱器表面陽極氧化，發(fā)黑處理

(Ⅲ)散熱器配置應(yīng)使空氣易于流通，以長邊取垂直方向?yàn)榧?nbsp;

(Ⅳ)使用熱傳導(dǎo)率良好的鋁及銅作為散熱器材料

(Ⅴ)散熱器厚些為好，厚度與長度平方成比例

二、安裝要點(diǎn)：

1.在保證半導(dǎo)體功率器件工作時的實(shí)際結(jié)溫小于最大結(jié)溫情況下，應(yīng)盡量選用體積小，重量輕的規(guī)格。

2.散熱器效果優(yōu)劣與安裝工藝有密切關(guān)系，安裝時應(yīng)盡量增大功率器件的高溫風(fēng)機(jī)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，安裝時在功率器件與散熱器之間加一薄薄的導(dǎo)熱硅脂，可以降低熱阻 25~30%。

4.安裝時需要在器件與散熱器之間墊導(dǎo)熱或絕緣墊片，建議采用低熱阻材料，如紫銅鉑、鋁鉑或薄云母、聚脂薄膜。