工程师必须全面了解热设计思维!

来自:电源联盟 2025-06-05 16:02:48

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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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