茅娴静 发表于 2018-4-18 21:31:03

电源工程师你有这种热设计思维吗

电源工程师你有这种热设计思维吗
散热设计

每超过室温10度,元器件的寿命将下降一半
效率
●输入输出电压高,容易高效
●额定功率大,容易高效
●高效的变压器尺寸较大
●中小功率范围内,效率很难超越95%
●2W以下的功率等级,70%已经很高
●CMOS好于TTL
散热途径


常用元器件的允许工作温度



热阻概念Rθ



热设计涉及参数及单位


散热设计的要求

(1)选用耐热性和热稳定性好的元器件和材料,以提高其允许的工作温度。如选用耐热性能较好的硅三极管取代热性能较差的锗三极管、触点材料尽量以铂银取代铜。
(2)减小电源内部的发热量。为此,应尽量选用小功率执行元件,如用晶体管代替真空管,选用小功率变压器或者不用变压器,多选用微功耗器件并在电路设计中尽量减少发热元器件的数量,选取热负荷时应留有适当的储备量。
(3)用冷却的方法降低环境温度加快散热速度。
●在室温下,对热阻的要求不大于30℃/W时, 可不考虑散热问题。

●对热阻的要求在5℃/W - 4℃/W时, 可用叉指形散热器散热。
●在4℃/W一0.2℃/W时,可用型材散热器。
●在1℃/W一0.05℃/W时,可用强制风冷。
●在0.1℃/W一0.02℃/W时,可用水冷。
●当对热阻的要求低于0.02℃/W时,可考虑用热管.
一般地,三极管的PC(max) 是在保持管壳温度Ta=25℃不变,Tj达到150℃条件下确定的功耗值,因此可用下式求出Rθ




常见封装外壳的热阻




器件手册里的相关参数



传导散热









散热器的散热类型



热管的原理

热管(英文名:Heat Pipe 1963年美国LOS ALAMOS国家实验室G.M.GROVER在《应用物理》杂志命名),是一种导热性能力特别强的导热管元件,传热效率比同样材质的纯铜高出数千倍。
热管工作原理说明:热管管内的液体受热汽化;汽化了的饱和蒸汽向冷端流动;饱和蒸汽在冷端冷凝放出热量;冷凝液体回到热端继续吸热汽化。


热阻与散热器容积的关系, 自然对流和强迫风冷




散热器的选择方法



器件损耗功率(Pd)的一般计算




散热器的选择实例



辐射散热


对流散热




电子元器件的降额处理




瞬态热阻抗

负载电流形式与结温关系


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