電子散熱器在封裝的晶體管使用中的熱數(shù)據(jù)并結(jié)合散熱器供應商提供的規(guī)格，對散熱器的選擇問題進行使用案例探討。電子散熱器的作用是在發(fā)熱器件上形成更大的表面積，從而更有效地將熱量傳遞出來并散發(fā)到周圍環(huán)境中。設備散熱路徑經(jīng)過改善后可以降低元件接合處的任何溫升。
我們假設所討論的應用中有一個采用TO-220封裝的晶體管，其中導通和開關(guān)損耗等于 2.78 W 功耗。此外，環(huán)境工作溫度不會超過 50°C。這個晶體管需要散熱器嗎？
首先，必須找出并理解可能阻止 2.78 W 熱量耗散到周圍空氣中的所有熱阻的特征。如果不能有效地分散這些特征，TO-220 封裝內(nèi)的結(jié)溫將超過較好的上限工作溫度，具體對此應用而言，我們確定為 125°C。
晶體管供應商會記錄所有結(jié)環(huán)熱阻，計量單位為 °C/W。該單位表示，器件內(nèi)每消耗一個功率單位（瓦），預計結(jié)溫將會升高到 TO-220 封裝周圍環(huán)境溫度以上的溫度值。
舉例說明，當晶體管供應商記錄的結(jié)環(huán)熱阻為 62°C/W 時，TO-220 封裝內(nèi)的 2.78 W 功耗將使結(jié)溫升高到高于環(huán)境溫度 172°C 以上，計算方法：2.78 W x 62°C/W。如果假設該器件的最壞環(huán)境溫度為 50°C，則結(jié)溫將達到 222°C，計算方法：50°C + 172°C。既然這已經(jīng)遠超規(guī)定的 125°C 上限硅溫度，就必須采用散熱器。
如果針對此應用安裝散熱器，則會顯著降低結(jié)環(huán)熱阻。下一步，確定需要多低的熱阻通路才能確保操作安全可靠。確定熱阻路徑：為確定熱阻路徑，首先需要確定較大容許溫升。如果器件的上限環(huán)境工作溫度為 50°C，并且我們已經(jīng)確定硅結(jié)需要保持在 125°C 或更低，則上限允許溫升為 75°C，計算方法：125°C - 50°C。
下一步，計算硅結(jié)本身與周圍空氣之間的較大容許熱阻。如果上限允許溫升為 75°C，并且 TO-220 封裝內(nèi)的功耗測量值為 2.78 W，則較大允許熱阻為 27°C/W，計算方法：75°C ÷ 2.78 W。
最后，計算出從硅結(jié)到周圍空氣的所有熱阻通路，并確認它們的總和小于上文計算出的較大允許熱阻 27°C/W。
|
