散熱是電源產品設計的一大重點內容,這難度不亞于電路設計,我們知道Θ*P=ΔT
其中θ叫熱阻(相當于電路的電阻),P叫耗散功率,ΔT叫溫差,就是兩點之間的溫度差。我們看芯片資料都有幾個參數(shù),其中一個叫最大耗散功率PCM,一個叫最大結溫TJmax,還有熱阻℃/W。我們就是根據這幾個參數(shù)設計散熱。很多人不知道PCM是如何得出來的,以為是I^2*R得出來的,但是當你查資料的時候發(fā)現(xiàn)代入公式得不出這個值。芯片資料寫的PCM都是在一定溫度下的值,正常情況下TJ=150℃,Ta叫環(huán)境溫度,Tc叫外殼溫度,Ts叫散熱器溫度和絕緣層之間的溫度,所以根據最上面的公式我們知道θ*PCM=(TJ-Tc),假如我們加上散熱片和絕緣墊片什么的那么θ值就叫總熱阻抗,θ=θjc θcs θsa,其中θjc就是芯片手冊給的參數(shù),叫結殼熱阻,θcs叫殼到散熱面的熱阻,θsa叫散熱材料到空氣的熱阻。不同的散熱材料熱阻相差很大,所以要想得到良好的散熱效果那么一定要選熱阻小的散熱材料,絕緣墊片的熱阻也是各不相同,下面是一些散熱材料的導熱系數(shù),系數(shù)越高,說明散熱效果越好,熱阻越小。
從表格可知,紫銅的導熱系數(shù)最大,因此散熱效果最好,空氣的導熱系數(shù)最小,所以空氣的散熱效果最差。
知道了PCM和允許最高結溫TJ和環(huán)境溫度,那么我們就知道總熱阻是多少,從而計算出我們要的散熱材料的熱阻是多少,然后再選擇散熱材料。當然,這個最后的散熱是否達標還要根據實際測試才能知道。計算只是一個大概值,起到一個大的指導方向。
除了元器件的熱阻,還有散熱器、陶瓷幾片、耐高溫絕緣膜等電源中關鍵器件熱阻也很重要。