散热器的参数定义及计算公式

在电子电路设计当中，散热是始终需要面对的一个问题。成品的效率再高，散热不好，也算不上一件合格的产品。想要设计出良好的散热性，就要进行一系列的参数计算，并且熟悉工作条件、尺寸大小、安装方式等因素。本篇文章就将介绍一种散热器的参数计算方法，并给出较为详细的过程。

首先是硬件方面，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，℃/W;

Rtj─── 半导体器件内热阻，℃/W;

Rtc─── 半导体器件与散热器界面间的界面热阻，℃/W;

Rtf─── 散热器热阻，℃/W;

Tj─── 半导体器件结温，℃;

Tc─── 半导体器件壳温，℃;

Tf─── 散热器温度，℃;

Ta─── 环境温度，℃;

Pc─── 半导体器件使用功率，W;

ΔTfa ─── 散热器温升，℃;

散热计算公式：

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

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，Pc是设计要求的参数，Rtc 可从热设计专业书籍中查表。

计算总热阻Rt：Rt= (Tjmax-Ta)/Pc

计算散热器热阻Rtf 或温升ΔTfa：Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc

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ΔTfa和 Pc 选择散热器，查所选散热器的散热曲线(Rtf 曲线或ΔTfa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ΔTfa，然后计算散热器的综合换热系数α：

α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}

式中：

ψ1─── 描写散热器L/b对α的影响，(L为散热器的长度，b为两肋片的间距);

ψ2─── 描写散热器h/b对α的影响，(h为散热器肋片的高度);

ψ3─── 描写散热器宽度尺寸W增加时对α的影响;

√√ [(Tf-Ta)/20]───描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响;

计算两肋片间的表面所散的功率q0

q0 =α×ΔTfa×(2h+b)×L

根据单面带肋或双面带肋散热器的肋片数n,计算散热功率Pc′

单面肋片：Pc′=nq0

双面肋片：Pc′=2nq0

若Pc′>Pc 时则能满足要求。

关于散热器的价格

散热器的最后成交价格与所选散热器的规格型号、数量、交货方式、付款方式有关，有一点需要用户特别注意铝散热器通常采用纯铝或6063合金来制造，这两种材质都有很好的导热性，与之相比杂铝的导热性则差数倍;由于散热器成本一半以上是材料费，杂铝的价格是低廉的;因此对特别便宜的散热器，购买时要考虑因材质造成的散热性能的损失。

本篇文章主要针对散热器的计算，进行了实地的计算和举例，并且顺带对散热器的硬件和价格提出了比较具有参考价值的建议，希望在阅读过本篇文章后，大家能对散热器的计算有进一步了解。