PDF《选择合适的散热片》

电源开关 结点 选择合适的散热片 第一页 由于正向压降输出可控硅,固态继电器 可产生内部功率损耗.

这种功率损耗是 负载电流的函数.正如图1所示,生产 制造商为用户提供了功率损耗曲线,其 正常电流的功耗大约为每安培1瓦特. 显然,如果功耗量已知,连接部位的温 度(Tj)也可以计算出来.作为参考, 正常最大允许温度是

125 摄氏度.多数 设计都是基于提供10摄氏度的安全系数 以及使用散热片来保持连接部位温度

115 摄氏度. 为了在连接部位保持一个可以接受的温 度值,我们要求某些类型的散热片必须 能够消除功耗热量.对于大多数印刷电 路板,无论空气散热还是作为散热片的 继电器组装,额定电流均取决于测量热 阻抗而定.此外,某些印刷电路板带有 整体散热片,其额定负载值可以反映散 热片的额外影响效应. 面板安装继电器通常要求一个外部散热 片.以下电气模拟图显示了主要热阻抗 从连接点到空气的路径: Tj = 功率 *(热阻抗总和);

继电器制 造商提供从结点到底板的热阻抗,散热 片制造商提供从散热片到空气的热阻抗. 图160

40 20

0 10

20 40

50 30

20 40

60 80 负载电流【A】 最高环境温度【?C】 功率消耗

90 底板温度 [?C] 50A 2?C/W 1°C/W .5?C/W

100 110

120 1.5?C/W NO HEATSINK 继电器 底板 空气 散热片 热阻抗 从结点到底板 热阻抗 从散热片到空气 热阻抗 从底板到散热片 然而,从底板到散热片的热阻抗是由所 采用的组装程序而定.继电器和组装元 件表面必须保持干净、平整和裸机(无 涂漆).如果散热片采用铝制阳极氧化 膜,我们可以根据阳极氧化的厚度来决 定热阻抗. 热化合物(或热垫)能够减少从底板到 散热片的热阻抗.而且,热化合物通常 可提供最低的热阻抗.但值得注意的是, 我们应该采用尽可能少的热化合物,否 则其性能会因用量太多而无济于事.目 前广泛采用的技术是先将热化合物薄薄 的涂在继电器表面,然后向继电器施加 压力,同时将其来回旋转,以便挤压出 多余的热化合物;

最后再将继电器连接 到安装表面. 某些应用程序中,继电器可以直接安装 在面板上.而且,根据面板材料、环境 温度等因素,这种技术可提供负载电流

7 到8安培. 为此,确保继电器安装在具有优质热化合 物的无涂漆表面是至关重要的.作为一规 则,继电器面板的最小单位面积为

25 平方 英寸. 对于某些散热片而言,以上电流值是必不 可少的.但以下图1所示曲线可以帮助我 们确定散热片的热阻抗. 上图代表了一个额定电流为

50 安培的继电 器.如果假设负载电流为

30 安培,左面曲 线所示功耗则为

31 瓦特. 从散热片与温度的曲线图得知,在环温

40 摄氏度时,需要一个具有热阻抗每瓦

2 摄 氏度的散热片.但是为了使连接部位的温 度降至大约

115 摄氏度,具有热阻抗 1.5 摄 氏度的散热片将会更加合适.如果上图右 面功耗为

31 瓦特,左面最高允许底板温度 则为

125 摄氏度(连接部位温度).而本文 范例中所讨论的温度是

106 摄氏度.如果允 许安全系数为

10 摄氏度,其底板温度不应 超过

96 摄氏度. 散热片种类繁多,设计人员总会选择到在散 热和机械性能上最合适的一款散热片.