散熱片是一種給電器中的易發熱電(diàn)子元件散熱的裝置(zhì),多由鋁(lǚ)合(hé)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大的散熱片,電視機中電源管(guǎn),行管,功放(fàng)器中的功放管都要使用散熱片。
一般散熱(rè)片在使用中要在(zài)電子元件與散熱片接觸麵塗上(shàng)一層導熱矽脂,使元器件發出的熱量更有效地傳導(dǎo)到散(sàn)熱片上(shàng),再經散熱片散發到周圍空氣中去(qù)。
任何器(qì)件(jiàn)在工作(zuò)時都有(yǒu)一定的損耗,大部分(fèn)的損耗(hào)變成熱量。小(xiǎo)功率器件損耗小,無需散熱裝置。而大功率器件(jiàn)損耗大,若不采取散熱措施(shī),則管芯的溫度可達(dá)到或超過允許的結溫,器件將受到損壞(huài)。
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(rè)量(liàng)散到周圍空間,必要(yào)時再加上散熱(rè)風扇(shàn),以一定的風速加強冷卻散熱。
在某(mǒu)些大型設備的功率器件上還采用流動冷水(shuǐ)冷卻板,它(tā)有更(gèng)好的(de)散熱效果。散熱計算就(jiù)是在一定的工作條件下,通過計算來確定(dìng)合適的散(sàn)熱措施及散熱器。功率器件安裝在散熱器上。
它的主要(yào)熱流方向是由管芯傳到器件的底部,經散熱器將熱量(liàng)散到周圍空間。若沒有風扇以一定風速冷(lěng)卻,這稱為自然冷卻或自然(rán)對流散熱。
熱量在(zài)傳遞過程有一定熱阻。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(zhī)間的熱阻為R CS,散熱器將熱量散到周圍空間的(de)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(sǔn)耗為PD,並已(yǐ)知器件允許的結溫為TJ、環(huán)境溫度為TA,可以按(àn)下式求出允許(xǔ)的總熱阻R JA。
R JA≤(TJ-TA)/PD
則計算最大允許的散熱器到環境溫度的熱阻R SA為(wéi)
R SA≤({T_{J}-T_{A}}\over{P_{D}})-(R JC+R CS)
出於為設計留有餘地的考慮,一般設TJ為125℃。環境溫度也要考(kǎo)慮較壞的情況,一般設TA=40℃ 60℃。R JC的大小與管芯的尺寸封裝結構有關,一般可以從器件的數(shù)據(jù)資料中找到。
R CS的大小與安裝技術及器(qì)件(jiàn)的封裝有關(guān)。如果器件采(cǎi)用導熱油脂或導熱墊後,再與(yǔ)散熱器安(ān)裝,其R CS典型值為0.1 0.2℃/W;若器件底麵不絕緣,需要另外加雲母片(piàn)絕緣,則其R CS可(kě)達(dá)1℃/W。
PD為實際的最大損耗功率,可根據不同器件的工作條件計算而得。這樣,R SA可以計算出來,根據計算的R SA值可選合(hé)適的散熱器了。