工業散熱器的選擇及散熱計算

　　任何器件在工作時都有一定的損耗，大部分的損耗變成熱量。小功率器件損耗小，無需散熱裝置。而大功率器件損耗大，若不采取散熱措施，則管芯的溫度可達到或超過允許的結溫，器件將會受到損壞。因此必須加散熱裝置，比較常用的就是將功率器件安裝在散熱器上，利用散熱器將熱量散到周圍空間，必要時再加上散熱風扇，以一定的風速加強冷卻散熱。在某些大型設備的功率器件上還采用流動冷水冷卻板，它有更好的散熱效果。散熱計算就是在一定的工作條件下，通過計算來確定合適的散熱措施及散熱器。功率器件安裝在散熱器上。它的主要熱流方向是由管芯傳到器件的底部，經散熱器將熱量散到周圍空間。若沒有風扇以一定風速冷卻，這稱為自然冷卻或自然對流散熱。

　　熱量在傳遞過程有一定熱阻。由器件管芯傳到器件底部的熱阻為RJC，器器件底部與散熱器之間的熱阻為RCS，散熱器將熱量散到周圍空間的熱阻為RSA，總的熱阻RJA="R"JC+RCS+RSA。若器件的最大功率損耗為PD，并已知器件允許的結溫為TJ、環境溫度為TA，可以按下式求出允許的總熱阻RJA。

　　RJA≤(TJ-TA)/PD

　　則計算最大允許的散熱器到環境溫度的熱阻RSA為

　　RSA≤({T_ {J}-T_ {A}}over{P_ {D}})- (RJC+RCS)

　　出于為設計留有余地的考慮，一般設TJ為125C。環境溫度也要考慮較壞的情況，一般設TA=40C60C。RJC的大小與管芯的尺寸封裝結構有關，一般可以從器件的數據資料中找到。RCS的大小與安裝技術及器件的封裝有關。如果器件采用導熱油脂或導熱墊后，再與散熱器安裝，其RCS典型值為0.10.2C/W;若器件底面不絕緣，需要另外加云母片絕緣，則其RCS可達1C/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，RSA可以計算出來，根據計算的RSA值可選合適的散熱器了。