铝件散热器热阻计算
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散热器散热量计算散热器散热量计算00散热量是散热器的一项重要技术参数,每一种散热器出厂时都标有标准散热量(即△T=64.5℃时的散热量)。
但是工程所提供的热媒条件不同,因此我们必须根据工程所提供的热媒条件,如进水温度、出水温度和室内温度,计算出温差△T,然后根据各种不同的温差来计算散热量,△T的计算公式:△T=(进水温度+出水温度)/2-室内温度。
现介绍几种简单的计算方法:(一)根据散热器热工检验报告中,散热量与计算温差的关系式来计算。
在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定,△T可根据工程给的技术参数来计算,例:铜铝复合74×60的热工计算公式(十柱)是:Q=5.8259×△T (十柱)1.标准散热热量:当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时:△T =(95℃+70℃)/2-18℃=64.5℃十柱散热量:Q=5.8259×64.5 =1221.4W每柱散热量1224.4 W÷10柱=122 W/柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时:△T =(80℃+60℃)/2-18℃=52℃十柱散热量:Q=5.8259×52 =926W每柱散热量926 W÷10柱=92.6W/柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时:△T =(70℃+50℃)/2-18℃=42℃十柱散热量:Q=5.8259×42 =704.4W每柱散热量704.4W ÷10柱=70.4W/柱(二)从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量:我们先在横坐标上找出温差,例如64.5℃,然后从这一点垂直向上与曲线相交M点,从M点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点,就是它的散热量(W)。
(三)利用传热系数Q=K·F·△T一般来说△T已经计算出来,F是散热面积,传热系数K,可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的,这种计算方法一般用在还没有经过热工检验,正在试制的散热器中。
散热器散热量计算散热量是散热器的一项重要技术参数,每一种散热器出厂时都标有标准散热量(即△T=64.5℃时的散热量)。
但是工程所提供的热媒条件不同,因此我们必须根据工程所提供的热媒条件,如进水温度、出水温度和室内温度,计算出温差△T,然后根据各种不同的温差来计算散热量,△T的计算公式:△T=(进水温度+出水温度)/2-室内温度。
现介绍几种简单的计算方法:(一)根据散热器热工检验报告中,散热量与计算温差的关系式来计算。
在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定,△T可根据工程给的技术参数来计算,例:铜铝复合74×60的热工计算公式(十柱)是:Q=5.8259×△T(十柱)1.标准散热热量:当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时:△T =(95℃+70℃)/2-18℃=64.5℃十柱散热量:Q=5.8259×64.5=1221.4W每柱散热量1224.4 W÷10柱=122 W/柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时:△T =(80℃+60℃)/2-18℃=52℃十柱散热量:Q=5.8259×52=926W每柱散热量926 W÷10柱=92.6W/柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时:△T =(70℃+50℃)/2-18℃=42℃十柱散热量:Q=5.8259×42=704.4W每柱散热量704.4W ÷10柱=70.4W/柱(二)从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量:我们先在横坐标上找出温差,例如64.5℃,然后从这一点垂直向上与曲线相交M 点,从M点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点,就是它的散热量(W)。
(三)利用传热系数Q=K·F·△T一般来说△T已经计算出来,F是散热面积,传热系数K,可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的,这种计算方法一般用在还没有经过热工检验,正在试制的散热器中。
散热器厂的计算金旗舰散热器的计算设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出.正确的设计方法是:首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温TJM AX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/ W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻.计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54/ /x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足.散热器的计算:总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/PdTjmax :芯组最大结温150℃Ta :环境温度85℃Pd : 芯组最大功耗Pd=输入功率-输出功率={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2=5.5℃/W总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知 RQj-C=1.0 R QC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd) 1/2+650/A]C其中k:导热率铝为2.08d:散热器厚度cmA:散热器面积cm2C:修正因子取1按现有散热器考虑,d=1.0 A=17.6×7+17.6×1×13算得散热器热阻RQd-a=4.1℃/W,散热器选择及散热计算目前的电子产品主要采用贴片式封装器件,但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装,这主要是可方便地安装在散热器上,便于散热。
散热器散热量计算散热器散热量计算;散热量是散热器的一项重要技术参数,每一种散热器出;现介绍几种简单的计算方法:;(一)根据散热器热工检验报告中,散热量与计算温差;铜铝复合74×60的热工计算公式(十柱)是:;Q=5.8259×△T(十柱);1.标准散热热量:当进水温度95℃,出水温度70;十柱散热量:;Q=5.8259×64.5=1221.4W;每柱散热量;1224.4W÷散热器散热量计算散热量是散热器的一项重要技术参数,每一种散热器出厂时都标有标准散热量(即△T=64.5℃时的散热量)。
但是工程所提供的热媒条件不同,因此我们必须根据工程所提供的热媒条件,如进水温度、出水温度和室内温度,计算出温差△T,然后根据各种不同的温差来计算散热量,△T的计算公式:△T=(进水温度+出水温度)/2-室内温度。
现介绍几种简单的计算方法:(一)根据散热器热工检验报告中,散热量与计算温差的关系式来计算。
在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定,△T可根据工程给的技术参数来计算,例:铜铝复合74×60的热工计算公式(十柱)是:Q=5.8259×△T (十柱)1.标准散热热量:当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时:△T =(95℃+70℃)/2-18℃=64.5℃十柱散热量:Q=5.8259×64.5 =1221.4W每柱散热量1224.4 W÷10柱=122 W/柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时:△T =(80℃+60℃)/2-18℃=52℃十柱散热量:Q=5.8259×52 =926W每柱散热量926 W÷10柱=92.6W/柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时:△T =(70℃+50℃)/2-18℃=42℃十柱散热量:Q=5.8259×42 =704.4W每柱散热量704.4W ÷10柱=70.4W/柱(二)从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量:我们先在横坐标上找出温差,例如64.5℃,然后从这一点垂直向上与曲线相交M点,从M点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点,就是它的散热量(W)。
热阻的计算方法热阻的计算方法首先确定要散热的电子元器件,明确其工作参数,工作条件,尺寸大小,安装方式,选择散热器的底板大小比元器件安装面略大一些即可,因为安装空间的限制,散热器主要依靠与空气对流来散热,超出与元器件接触面的散热器,其散热效果随与元器件距离的增加而递减。
对于单肋散热器,如果所需散热器的宽度在表中空缺,可选择两倍或三倍宽度的散热器截断即可。
关于散热器选择的计算方法参数定义:Rt -------- 总内阻,C /W ;Rtj -------- 半导体器件内热阻,C /W;Rte ------- 半导体器件与散热器界面间的界面热阻,C /W;Rtf -------- 散热器热阻,C /W;Tj --------- 半导体器件结温,C;Te -------- 半导体器件壳温,C;Tf --------- 散热器温度,C;Ta -------- 环境温度,C;Pe -------- 半导体器件使用功率,W ;△Tfa -------- 散热器温升,C;散热计算公式:Rtf =(Tj-Ta) / Pe - Rtj -Rte散热器热阻Rff是选择散热器的主要依据。
Tj和Rtj是半导体器件提供的参数,Pe是设计要求的参数,Rte可从热设计专业书籍中查表。
(1)计算总热阻Rt: Rt= (Tjmax-Ta) / Pe(2)计算散热器热阻Rtf 或温升△ Tfa : Rtf = Rt —Rtj —Rte △ Tfa = Rtf x Pe(3)确定散热器:按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rtf或厶Tfa和Pe选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rtf曲线或△ Tfa线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的散热器。
对于型材散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:按上述公式求出散热器温升△ Tfa,然后计算散热器的综合换热系数 a :a = 7.2 2 1 2 2 2 3{ W [(Tf-Ta) / 20]} 式中:2 1 ------- 描写散热器L/b对a的影响,(L为散热器的长度,b 为两肋片的间距);2 2 ------- 描写散热器h/b对a的影响,(h为散热器肋片的高度);2 3 ------- 描写散热器宽度尺寸W增加时对a的影响;W [(Tf-Ta) /20] -------------- 描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对a的影响;以上参数可以查表得到。
大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件2012-03-12 14:17:31 作者:来源:中国电力电子产业网文章概要如下:一、计算公式为了推导风冷散热器热阻计算公式作如下设定:1,散热器是由很多块金属平板组成,平板一端连在一起成一块有一定厚度的基板,平板之间存在间隙,散热器的基本单元是一块平板;2,平板本身具有一定的长度、宽度和厚度(L×l×b)。
平板的横截面积A =L × b;3,由n个平板(齿片)组成的散热器如图一所示,平板(齿片)数为n ;4,由此可见,参数L即为散热器长,或称“截长”;5,设散热器端面周长为“S”。
大功率半导体器件安装在基板上,工作时产生的热通过接触面传到散热器的过程属于固体导热。
散热器平板周围是空气。
风冷条件下平板上的热要传到空气中属于固体与流体间的传热。
所以风冷散热器总热阻等于两部分热阻之和:Rzo(总热阻)= Rth(散热器内固体传热)+ Rthk(散热器与空气间的传热热阻)引用埃克尔特和..德雷克著的“传热与传质”中的基本原理和公式。
推导出如下实用公式:Ks 为散热器金属材料的导热系数。
20℃时,纯铝:KS = 千卡/ 小时米℃;纯铜:Ks = 332 千卡/ 小时米℃;参数L、l、b、S的单位:米;风速us 单位:米/秒如散热器端面的周边长为S 、散热器的长为L,忽略两端面的面积,散热器的总表面积为: A = S L 。
代入上式后,强迫风冷条件下散热器总热阻公式也可写成:对某一型号的散热器来说参数Ks、b、n、S 都是常数。
用此公式即可求出不同长度L、不同风速us条件下的总热阻,并可作出相应曲线。
本公式的精确性受到多种因素的影响存在一定误差。
主要有:ⅰ,受到环境空气的温度、湿度、气压等自然因素的影响。
如散热器金属的热导系数“Ks”与金属成分及散热器工作时温度有关,本文选用的是20℃时的纯铝。
ⅱ,文中所用的“风速”是指“平均风速”。
散热的最一般的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=hA η△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。
散热量是散热器的一项重要技术参数,每一种散热器出厂时都标有标准散热量(即△T=64.5℃时的散热量)。
但是工程所提供的热媒条件不同,因此我们必须根据工程所提供的热媒条件,如进水温度、出水温度和室内温度,计算出温差△T,然后根据各种不同的温差来计算散热量,△T的计算公式:△T=(进水温度+出水温度)/2-室内温度。
现介绍几种简单的计算方法:(一)根据散热器热工检验报告中,散热量与计算温差的关系式来计算。
在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定,△T可根据工程给的技术参数来计算,例:铜铝复合74×60的热工计算公式(十柱)是:Q=5.8259×△T(十柱)1.标准散热热量:当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时:△T =(95℃+70℃)/2-18℃=64.5℃十柱散热量:Q=5.8259×64.5=1221.4W每柱散热量1224.4 W÷10柱=122 W/柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时:△T =(80℃+60℃)/2-18℃=52℃十柱散热量:Q=5.8259×52=926W每柱散热量926 W÷10柱=92.6W/柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时:△T =(70℃+50℃)/2-18℃=42℃十柱散热量:Q=5.8259×42=704.4W每柱散热量704.4W ÷10柱=70.4W/柱(二)从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量:我们先在横坐标上找出温差,例如64.5℃,然后从这一点垂直向上与曲线相交M 点,从M点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点,就是它的散热量(W)。
大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件2012-03-12 14:17:31作者:来源:中国电力电子产业网文章概要如下:一、计算公式为了推导风冷散热器热阻计算公式作如下设定:1,散热器是由很多块金属平板组成,平板一端连在一起成一块有一定厚度的基板,平板之间存在间隙,散热器的基本单元是一块平板;2,平板本身具有一定的长度、宽度和厚度(L×l×b)。
平板的横截面积A =L × b;3,由n个平板(齿片)组成的散热器如图一所示,平板(齿片)数为n ;4,由此可见,参数L即为散热器长,或称“截长”;5,设散热器端面周长为“S”。
大功率半导体器件安装在基板上,工作时产生的热通过接触面传到散热器的过程属于固体导热。
散热器平板周围是空气。
风冷条件下平板上的热要传到空气中属于固体与流体间的传热。
所以风冷散热器总热阻等于两部分热阻之和:Rzo(总热阻)= Rth(散热器内固体传热)+ Rthk(散热器与空气间的传热热阻)引用埃克尔特和..德雷克着的“传热与传质”中的基本原理和公式。
推导出如下实用公式:Ks 为散热器金属材料的导热系数。
20℃时,纯铝:KS = 千卡/ 小时米℃;纯铜:Ks = 332 千卡/ 小时米℃;参数L、l、b、S的单位:米;风速us 单位:米/秒如散热器端面的周边长为S 、散热器的长为L,忽略两端面的面积,散热器的总表面积为: A = S L 。
代入上式后,强迫风冷条件下散热器总热阻公式也可写成:对某一型号的散热器来说参数 Ks、b、n、S 都是常数。
用此公式即可求出不同长度L、不同风速us条件下的总热阻,并可作出相应曲线。
本公式的精确性受到多种因素的影响存在一定误差。
主要有:ⅰ,受到环境空气的温度、湿度、气压等自然因素的影响。
如散热器金属的热导系数“Ks”与金属成分及散热器工作时温度有关,本文选用的是20℃时的纯铝。
散热器的计算散热器厂的计算金旗舰散热器的计算设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出.正确的设计方法是:首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温TJM AX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/ W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻.计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54/ /x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足.散热器的计算:总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/PdTjmax :芯组最大结温150℃Ta :环境温度85℃Pd : 芯组最大功耗Pd=输入功率-输出功率={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2=5.5℃/W总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知 RQj-C=1.0 R QC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd) 1/2+650/A]C其中k:导热率铝为2.08d:散热器厚度cmA:散热器面积cm2C:修正因子取1按现有散热器考虑,d=1.0 A=17.6×7+17.6×1×13算得散热器热阻RQd-a=4.1℃/W,散热器选择及散热计算目前的电子产品主要采用贴片式封装器件,但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装,这主要是可方便地安装在散热器上,便于散热。
热阻计算热阻计算2008-01-13 22:21一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc 的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)。
Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻。
没有散热片时,Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca)。
Rca表示外壳至空气的热阻。
一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似。
厂家规格书一般会给出,Rjc,P等参数。
一般P是在25度时的功耗。
当温度大于25度时,会有一个降额指标。
举个实例:一、三级管2N5551规格书中给出25度(Tc)时的功率是1.5W(P),Rjc是83.3度/W。
此代入公式有:25=Tj-1.5*83.3可以从中推出Tj为150度。
芯片最高温度一般是不变的。
所以有Tc=150-Ptc*83.3,其中Ptc表示温度为Tc时的功耗。
假设管子的功耗为1W,那么,Tc=150-1*83.3=66.7度。
注意,此管子25度(Tc)时的功率是1.5W,如果壳温高于25度,功率就要降额使用。
规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度)。
我们可以用公式来验证这个结论。
假设温度为Tc,那么,功率降额为0.012*(Tc-25)。
则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。
把此时的条件代入公式得出:Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))×83.3,公式成立。
一般情况下没办法测Tj,可以经过测Tc的方法来估算Ttj。
公式变为:Tj=Tc+P*Rjc同样与2N5551为例。
假设实际使用功率为1.2W,测得壳温为60度,那么:Tj=60+1.2*83.3=159.96此时已经超出了管子的最高结温150度了!按照降额0.012W/度的原则,60度时的降额为(60-25)×0.012=0.42W,1.5-0.42=1.08W。
大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件2012-03-12 14:17:31 作者:来源:中国电力电子产业网文章概要如下:一、计算公式为了推导风冷散热器热阻计算公式作如下设定:1,散热器是由很多块金属平板组成,平板一端连在一起成一块有一定厚度的基板,平板之间存在间隙,散热器的基本单元是一块平板;2,平板本身具有一定的长度、宽度和厚度(L×l×b)。
平板的横截面积A =L ×b;3,由n个平板(齿片)组成的散热器如图一所示,平板(齿片)数为n ;4,由此可见,参数L即为散热器长,或称“截长”;5,设散热器端面周长为“S”。
大功率半导体器件安装在基板上,工作时产生的热通过接触面传到散热器的过程属于固体导热。
散热器平板周围是空气。
风冷条件下平板上的热要传到空气中属于固体与流体间的传热。
所以风冷散热器总热阻等于两部分热阻之和:Rzo(总热阻)= Rth(散热器内固体传热)+ Rthk(散热器与空气间的传热热阻)引用E.R.G.埃克尔特和R.M..德雷克著的“传热与传质”中的基本原理和公式。
推导出如下实用公式:Ks 为散热器金属材料的导热系数。
20℃时,纯铝:KS = 175.6 千卡/ 小时米℃;纯铜:Ks = 332 千卡/ 小时米℃;参数L、l、b、S的单位:米;风速us 单位:米/秒如散热器端面的周边长为S 、散热器的长为L,忽略两端面的面积,散热器的总表面积为:A = S L 。
代入上式后,强迫风冷条件下散热器总热阻公式也可写成:对某一型号的散热器来说参数Ks、b、n、S 都是常数。
用此公式即可求出不同长度L、不同风速us条件下的总热阻,并可作出相应曲线。
本公式的精确性受到多种因素的影响存在一定误差。
主要有:ⅰ,受到环境空气的温度、湿度、气压等自然因素的影响。
如散热器金属的热导系数“Ks”与金属成分及散热器工作时温度有关,本文选用的是20℃时的纯铝。
ⅱ,文中所用的“风速”是指“平均风速”。