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风冷型散热器热阻及铝型材散热器(含计算公式)


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       风冷型散热器热阻的计算公式为:Rsa=(Tj-Ta)/Pc-Rjc-Rcs;型材散热器热阻计算公式是Rzo=Rth+Rthk。式中涉及到的参数包括:Tj、Ta、Pc、Rjc、Rcs共五个参数,需要提供这五个参数的数值才能准确的算出热阻的具体数值,本文详细解说一下这五个参数的意义。

风冷型散热器热阻计算公式

  • Rja:总热阻,单位:℃/W;  
  • Rjc:器件的内热阻,单位:℃/W;  
  • Rcs:器件与散热器界面间的界面热阻,单位:℃/W; 
  • Rsa:散热器热阻,单位:℃/W;  
  • Tj:发热源器件内结温度,℃;
  • Tc:发热源器件表面壳温度,℃;
  • Ts: 散热器温度,单位:℃;
  • Ta:环境温度,单位:℃; 
  • Pc:器件使用功率,单位:W;

        风冷冷却时,热阻值会随空气的温度、湿度、气压而变,综合大功率半导体器件工作时气候条件设定为:一个大气压、40℃、相对湿度不超过90% 的某一不变的固定值。空气的流速远小于声速。如小于7m / 秒。空气的流动已处于稳定状态。如散热器由若干片金属平板组成,其传热热阻只与散热片总表面积A、空气流动方向的平板长度L、风速us(空气流动速度)及空气的传热系数K有关。

        散热器与空气间的传热热阻:Rthk = 1 / 1.16 hA(℃/瓦),式中A为散热器面积。

 型材散热器计算公式
  “传热与传质”一书对平板的湍流受迫对流(风冷)传热提出一系列公式。
        散热器热阻  Rsa =(Tj-Ta)/Pc - Rjc -Rcs  式中:Rsa(散热器热阻)是选择散热器的主要依据。 Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数, Pc 是设计要求的参数,  Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/(接触面积X接触材料导热系数)。
 
        铝型材散热器热阻计算公式
计算公式: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)
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℃;
Us 为散热器出风风速m/s。
Us 为散热器出风风速m/s。
 
        铝型材散热器来说参数 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。

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