Leistungsberechnung des Kühlkörpers
Jedes Gerät hat während des Betriebs einen gewissen Verlust, und der größte Teil des Verlusts wird in Wärme umgewandelt. Geräte mit geringem Stromverbrauch haben geringe Verluste und es ist kein Kühlkörper erforderlich. Hochleistungsgeräte haben große Verluste. Wenn keine Maßnahmen zur Wärmeableitung getroffen werden, kann die Temperatur des Chips die zulässige Sperrschichttemperatur erreichen oder überschreiten und das Gerät wird beschädigt. Daher muss eine Wärmeableitungsvorrichtung hinzugefügt werden. Am häufigsten wird das Leistungsgerät am Kühler installiert, der Kühler wird verwendet, um die Wärme an den umgebenden Raum abzuführen, und bei Bedarf einen Lüfter hinzuzufügen, um die Kühlung und Wärmeableitung bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit zu verbessern. Fließende Kaltwasserkühlplatten werden auch bei den Leistungsgeräten einiger Großgeräte verwendet, die eine bessere Wärmeableitungswirkung haben. Die Wärmeableitungsberechnung dient der Ermittlung geeigneter Wärmeableitungsmaßnahmen und Kühlkörper durch Berechnungen unter bestimmten Arbeitsbedingungen. Das Leistungsgerät ist am Kühler installiert. Seine Hauptwärmeflussrichtung verläuft vom Chip zum Boden des Geräts, und die Wärme wird über den Kühlkörper an den umgebenden Raum abgeführt. Ist bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit kein Lüfter zum Kühlen vorhanden, spricht man von natürlicher Kühlung oder natürlicher Konvektionswärmeableitung.
Der Wärmeübertragungsprozess hat einen gewissen thermischen Widerstand. Der Wärmewiderstand, der vom Gerätechip zur Unterseite des Geräts übertragen wird, beträgt R JC, der Wärmewiderstand zwischen der Unterseite des Geräts und dem Kühlkörper beträgt R CS, der Wärmewiderstand des Kühlkörpers zur Ableitung von Wärme an die Umgebung beträgt R SA und der Gesamtwärmewiderstand R JA =R JC+R CS+R SA. Wenn die maximale Verlustleistung des Geräts PD beträgt und bekannt ist, dass die zulässige Sperrschichttemperatur des Geräts TJ und die Umgebungstemperatur TA beträgt, kann der zulässige Gesamtwärmewiderstand R JA durch die folgende Formel erhalten werden.
R JA≤(TJ-TA)/PD
Berechnen Sie dann den maximal zulässigen Wärmewiderstand R SA vom Heizkörper zur Umgebungstemperatur als
R SA≤({T_{J}-T_{A}}\over{P_{D}})-(R JC+R CS)
Um Raum für Design zu lassen, wird TJ im Allgemeinen auf 125°C eingestellt. Die Umgebungstemperatur sollte auch den schlimmsten Fall berücksichtigen, im Allgemeinen sollte TA=40℃ 60℃ eingestellt werden. Die Größe von R JC hängt von der Größe des Chips und der Gehäusestruktur ab, die in der Regel in den Gerätedaten zu finden sind. Die Größe von R CS hängt von der Montagetechnik und der Geräteverpackung ab. Wenn das Gerät nach Verwendung von Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpad mit einem Kühlkörper installiert wird, beträgt der typische Wert von R CS 0,1 0,2 ℃/W; Wenn die Unterseite des Geräts nicht isoliert ist und eine zusätzliche Glimmerplatte zur Isolierung erforderlich ist, kann sein RCS 1℃/W erreichen. PD ist die tatsächliche maximale Verlustleistung, die gemäß den Arbeitsbedingungen der verschiedenen Geräte berechnet werden kann . Auf diese Weise kann R SA berechnet werden und ein geeigneter Strahler kann entsprechend dem berechneten R SA-Wert ausgewählt werden.
