散热是电源产品设计的一大重点内容,这难度不亚于电路设计,我们知道Θ*P=ΔT
其中θ叫热阻(相当于电路的电阻),P叫耗散功率,ΔT叫温差,就是两点之间的温度差。我们看芯片资料都有几个参数,其中一个叫最大耗散功率PCM,一个叫最大结温TJmax,还有热阻℃/W。我们就是根据这几个参数设计散热。很多人不知道PCM是如何得出来的,以为是I^2*R得出来的,但是当你查资料的时候发现代入公式得不出这个值。芯片资料写的PCM都是在一定温度下的值,正常情况下TJ=150℃,Ta叫环境温度,Tc叫外壳温度,Ts叫散热器温度和绝缘层之间的温度,所以根据最上面的公式我们知道θ*PCM=(TJ-Tc),假如我们加上散热片和绝缘垫片什么的那么θ值就叫总热阻抗,θ=θjc θcs θsa,其中θjc就是芯片手册给的参数,叫结壳热阻,θcs叫壳到散热面的热阻,θsa叫散热材料到空气的热阻。不同的散热材料热阻相差很大,所以要想得到良好的散热效果那么一定要选热阻小的散热材料,绝缘垫片的热阻也是各不相同,下面是一些散热材料的导热系数,系数越高,说明散热效果越好,热阻越小。
从表格可知,紫铜的导热系数最大,因此散热效果最好,空气的导热系数最小,所以空气的散热效果最差。
知道了PCM和允许最高结温TJ和环境温度,那么我们就知道总热阻是多少,从而计算出我们要的散热材料的热阻是多少,然后再选择散热材料。当然,这个最后的散热是否达标还要根据实际测试才能知道。计算只是一个大概值,起到一个大的指导方向。
除了元器件的热阻,还有散热器、陶瓷几片、耐高温绝缘膜等电源中关键器件热阻也很重要。