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散熱器參數(shù)(熱流量)的計(jì)算公式與安裝要點(diǎn)


來源:www.7683045.cn

        散熱器熱流量參數(shù)的計(jì)算需要使用到相應(yīng)的計(jì)算公式,只有通過精確的計(jì)算才能得出詳細(xì)的熱流量參數(shù),得出具體的數(shù)值從而合理安裝,并注重安裝時(shí)的要點(diǎn)。

散熱器參數(shù)計(jì)算公式

        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。

        設(shè)備的散熱都是通過將散熱器安裝連接在工作的部件或者元件上,使得散熱片將所受的熱量輻射到周圍的空氣中去,實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移和傳遞,通過這種對(duì)流來發(fā)散熱量多少,需要通過下面的公式來進(jìn)行。

         參數(shù)計(jì)算公式:P=h*A*η*△T

        上述公式中熱流量(P)的計(jì)算條件是需要四個(gè)參數(shù)值所計(jì)算得出的,h代表散熱器總的傳熱導(dǎo)率(W/cm2℃);A代表散熱器的表面積(平方米);η代表散熱器效率;h代表了輻射及對(duì)流;△T代表散熱器的最高溫度與環(huán)境溫度之差(℃)

1.輻射散熱計(jì)算

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(duì)流散熱計(jì)算

功率器件安裝在裝置的框架上時(shí), 采用對(duì)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(duì)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(zhǎng)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(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決定的。通常情況下,熱傳導(dǎo)率高的材料如鋁(2.12W/cm2 ℃)及(3.85W/cm2 ℃)而鋼(0.46W/cm2 ℃)就相當(dāng)差了。在厚度方面,散熱器的厚度以厚些為好,并以跟散熱器的長(zhǎng)度平方成比的較好。 

        八個(gè)安裝要點(diǎn):

散熱器安裝要點(diǎn)

1.在保證半導(dǎo)體功率器件工作時(shí)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(shí)應(yīng)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(dǎo)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(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。 

5.當(dāng)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(dāng)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(duì)功率器件和散熱器進(jìn)行 機(jī)械加工或整容,否則會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,增加接觸熱阻。 

8.單面肋片式散熱器,適于在設(shè)備外部(如安裝在機(jī)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(jī)內(nèi)溫升。 9.自然冷卻后,應(yīng)使散熱器的面平行于水平面的方向:強(qiáng)制風(fēng)冷 時(shí),應(yīng)使氣流的流向平行于散熱器的肋片方向一致。 


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