如何使用散热器

　　热阻这个词俄然就涌现了，但由于这是散热设想的根底，以是我先说明一下。简略地说，热阻便是热量通报的难易水平，符号为θ，单元为[℃/W]。换句话说，热阻越低，传热越轻易。热阻和相干项目能够从电路元件的角度来思量，以下所示。
　　热阻观点
　　发热量 Q [W] → 电流 I [A]
　　温差 ΔT [℃] → 电位差 E [V]
　　热阻θ[℃/W]→电阻R[Ω]
　　经由过程如许的建模，能够将欧姆定律应用到散热设想中，以是我认为能够直观地懂得。比方，假定咱们在绝缘片的侧面和后面之间施加温差。而后，热量从低温侧通报到高温侧。假如温差为1℃时，经由过程板材传输1W的热量，则该板材的热阻为1℃/W（与资料固有的热阻合并）。假如将两片纸叠在一路，串连时热阻将增添一倍，并联时假如面积增添一倍，热阻将减半。　　 外部发生的热量终究经由过程种种路子通报到大气中。比方，在功率 的情况下，次第是半导体芯片(j) →封装外貌(c) →散热器(hs) →大气(a) 。热阻存在于热量传布的所有材估中。就功率器件而言，大部分发生的热量都市经由过程散热器等预约门路，是以从半导体芯片到大气的热阻是沿途所有热阻的总和。

　　散热设想示例
　　当初，咱们实践举行一个简略的热辐射计较。因为发生的热量（功耗）和环境温度通常在一开始就已知，是以该进程起首抉择将半导体芯片的温度保持在同意值如下所需的散热器。让我们经由过程配置以下前提来计较所需的散热器。发热和环境温度假定最坏情形。实际上，我其实不经常以损耗 10W 的体式格局应用 TO-220 封装。
　　最大热值10W
　　最高环境温度50℃
　　晶体管最大额定值：Pc=50W(Tc=25℃)，Tj=150℃，形状尺寸：TO-220
　　其余部份应用 片和硅脂
　　起首，计较从半导体芯片到内部氛围所需的总热阻。在此条件下，芯片与外界氛围的温差ΔT j-a为100℃，发热量Q为10W。是以，依据θ = ΔT / Q，总热阻 (θ j -a )必需小于100℃ / 10W = 10[℃/W]。趁便说一句，Tj是芯片（结）温度，Tc是封装（外壳）外貌温度，Ta是大气（大气）温度。
　　接下来，从所需的总热阻中减去芯片到散热器的热阻。此中包孕芯片与封装之间、封装与散热器之间的热阻，减去它们，剩下的热阻便是散热器所需的功能。
　　起首，从芯片到封装外貌的热阻 (θ j-c )。这通常在晶体管的数据表中解释，但如果您不确定，请按以下体式格局计较：依据
　　θ = ΔT / Q ， θ j-c = T j-c / Q = (150-25) / 50 = 2.5[℃/W]
　　接下来，从封装到散热器的热阻 (θ c-r )。这是封装和散热器之间打仗地区的热阻，依据装置前提（有没有绝缘片和硅脂、紧固扭矩等）而变迁。比方，TO-220 封装以下所示：
　　
　　无硅脂
　　含硅脂
　　没有任何2.0℃/瓦0.5℃/瓦
　　可5.0℃/瓦2.5℃/瓦
　　本例中应用云母片绝缘和硅脂，是以值为2.5[℃/W]。当初咱们知道了从芯片到散热器的热阻，咱们能够从所需的总热阻 (θ j-a )中减去这些值。那末，
　　θ j-a - θ j-c - θ c-r = 10 - 2.5 - 2.5 = 5
　　，而且所需的散热器性能为5[℃/W]或更小。但如许算出的值是一个极限值，跨越就会致使毁坏，不言而喻，应当依据这个值来抉择有足够余量的散热器。往常，云母片已完全过期，易于加工的硅橡胶片已成为支流。它由橡胶制成，拥有精良的粘合性，无需硅脂，但其瑕玷是耐热性较高。在比来的 TO-220 封装中，金属部件越来越多地接纳树脂完整模制，而且不需要绝缘片（需求硅脂）。
　　不带散热器
　　假如功率器件没有配备散热器，功耗将会急剧降低。TO-220封装常在不带散热器的情况下应用，但不带散热器时，热阻(θ j-a )为数十℃/W，功耗约为1～2W。
　　瞬态热阻
　　纵然刹时发热量跨越设想值，短时间内也多是能够接收的。这是由于半导体芯片、封装和散热器都有本人的热容量。这能够建模为 RC 网络，首要用于间歇或瞬态操纵中的热设想。纵然发烧是间歇性的，如果与热时候常数相比足够快（例如在开关电源中），发烧也会被均匀并被视为直流操纵。