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模块散热器选择
发布日期:2016-09-12 15:02:00 来源: 浏览次数:
用户选配散热器时,必须考虑以下因素:
① 模块工作电流大小,以决定所需散热面积;
② 使用环境,据此可以确定采取什么冷却方式——自然冷却、强迫风冷、还是水冷;
③ 装置的外形、体积、给散热器预留空间的大小,据此可以确定采用什么形状的散热器。
一般而论,大多数用户会选择铝型材散热器。
下面给出散热器长度的计算公式:
模块所需散热面积=(散热器周长)×(散热器长度)+(截面积)×2
其中,模块所需散热面积为模块特性参数表中给出的参考值,散热器周长、截面积可以在散热器厂家样本中查到,散热器长度为待求量。在使用功率器件时最重要的是如何使其产生的热量有效地散发出去,以获得高可靠性。
散热的最一般方法是把器件安装在散热器上,散热板将热量辐射到周围的空气中去,以及通过自然对流来散发热量。
一般地说,从散热器到周围的空气的热流量(P)可由下例表示。
P=hAη△T 式中h为散热器总的传热导率(W/cm2℃),A为散热器的表面积(cm2),η为散热器效率,△T为散热器的最高温度与环境 温度之差 (℃)。上式中h是由辐射及对流来决定,η是由散热器的形状来决定。 总之,散热器的表面积越大,与环境温度之差越大,散热板的热量辐射越有效。
(1)辐射散热
下述近似式表示辐射散热
hr=2.3×10-11×ε(△T/2+237)3(W/cm2℃)
式中ε是表面辐射率,随散热器的表面状况而变化。表面研磨光洁的产品ε=0.05~0.1也就是说辐射率极差。然而,散热器表面涂以涂料,经氧化可使ε=1
(2)对流散热
功率器件安装在装置的框架上时,采用对流散热比辐射散热更有效。在一个大气压的空气中,采用对流散热器的传导率近似地由下式表示。
hc=4.3×10-4×(△T/H)1/4(W/cm2℃)
式中,H是散热垂直方向的高度。散热器的间隔高定在H1/4(cm)之内。总之,散热器的垂直方向长于水平方向更为有效。
(3)散热器效率η
若用薄材料制成散热器,则离热源越远,表面温度越低,散热效果也越差。上述公式是假定温度都是均匀分布的,而实际上在散热板的边缘部位表面温度越低。
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