在電子電路設(shè)計(jì)當(dāng)中，散熱是始終需要面對(duì)的一個(gè)問題。成品的效率再高，散熱不好，也算不上一件合格的產(chǎn)品。想要設(shè)計(jì)出良好的散熱性，就要進(jìn)行一系列的參數(shù)計(jì)算，并且熟悉工作條件、尺寸大小、安裝方式等因素。本篇文章就將介紹一種散熱器的參數(shù)計(jì)算方法，并給出較為詳細(xì)的過程。

首先是硬件方面，選擇散熱器的底板大小比元器件安裝面略大一些即可，因?yàn)榘惭b空間的限制，散熱器主要依靠與空氣對(duì)流來散熱，超出與元器件接觸面的散熱器，其散熱效果隨與元器件距離的增加而遞減。對(duì)于單肋散熱器，如果所需散熱器的寬度在表中空缺，可選擇兩倍或三倍寬度的散熱器截?cái)嗉纯伞?

關(guān)于散熱器選擇的計(jì)算方法

參數(shù)定義：

Rt─── 總內(nèi)阻，℃/W;

Rtj─── 半導(dǎo)體器件內(nèi)熱阻，℃/W;

Rtc─── 半導(dǎo)體器件與散熱器界面間的界面熱阻，℃/W;

Rtf─── 散熱器熱阻，℃/W;

Tj─── 半導(dǎo)體器件結(jié)溫，℃;

Tc─── 半導(dǎo)體器件殼溫，℃;

Tf─── 散熱器溫度，℃;

Ta─── 環(huán)境溫度，℃;

Pc─── 半導(dǎo)體器件使用功率，W;

ΔTfa ─── 散熱器溫升，℃;

散熱計(jì)算公式：

Rtf =(Tj-Ta)/Pc - Rtj -Rtc

散熱器熱阻Rff 是選擇散熱器的主要依據(jù)。Tj 和Rtj 是半導(dǎo)體器件提供的參數(shù)，Pc是設(shè)計(jì)要求的參數(shù)，Rtc 可從熱設(shè)計(jì)專業(yè)書籍中查表。

計(jì)算總熱阻Rt：Rt= (Tjmax-Ta)/Pc

計(jì)算散熱器熱阻Rtf 或溫升ΔTfa：Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc

確定散熱器：按照散熱器的工作條件(自然冷卻或強(qiáng)迫風(fēng)冷)，根據(jù)Rtf 或ΔTfa和 Pc 選擇散熱器，查所選散熱器的散熱曲線(Rtf 曲線或ΔTfa線)，曲線上查出的值小于計(jì)算值時(shí)，就找到了合適的散熱器。

對(duì)于型材散熱器，當(dāng)無法找到熱阻曲線或溫升曲線時(shí)，可以按以下方法確定：

按上述公式求出散熱器溫升ΔTfa，然后計(jì)算散熱器的綜合換熱系數(shù)α：

α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}

式中：

ψ1─── 描寫散熱器L/b對(duì)α的影響，(L為散熱器的長(zhǎng)度，b為兩肋片的間距);

ψ2─── 描寫散熱器h/b對(duì)α的影響，(h為散熱器肋片的高度);

ψ3─── 描寫散熱器寬度尺寸W增加時(shí)對(duì)α的影響;

√√ [(Tf-Ta)/20]───描寫散熱器表面最高溫度對(duì)周圍環(huán)境的溫升對(duì)α的影響;

計(jì)算兩肋片間的表面所散的功率q0

q0 =α×ΔTfa×(2h+b)×L

根據(jù)單面帶肋或雙面帶肋散熱器的肋片數(shù)n,計(jì)算散熱功率Pc′

單面肋片：Pc′=nq0

雙面肋片：Pc′=2nq0

若Pc′>Pc 時(shí)則能滿足要求。

關(guān)于散熱器的價(jià)格

散熱器的最后成交價(jià)格與所選散熱器的規(guī)格型號(hào)、數(shù)量、交貨方式、付款方式有關(guān)，有一點(diǎn)需要用戶特別注意鋁散熱器通常采用純鋁或6063合金來制造，這兩種材質(zhì)都有很好的導(dǎo)熱性，與之相比雜鋁的導(dǎo)熱性則差數(shù)倍;由于散熱器成本一半以上是材料費(fèi)，雜鋁的價(jià)格是低廉的;因此對(duì)特別便宜的散熱器，購(gòu)買時(shí)要考慮因材質(zhì)造成的散熱性能的損失。

本篇文章主要針對(duì)散熱器的計(jì)算，進(jìn)行了實(shí)地的計(jì)算和舉例，并且順帶對(duì)散熱器的硬件和價(jià)格提出了比較具有參考價(jià)值的建議，希望在閱讀過本篇文章后，大家能對(duì)散熱器的計(jì)算有進(jìn)一步了解。