Cálculo de potencia para disipador de calor de diseno

Los pequeños disipadores de calor electrónicos (transistor, motor, peltier, resistor, resistencia termica, aleta de alfiler) están hechos de una lámina de aleación de aluminio mediante un proceso de estampado y tratamiento de superficie. Los grandes disipadores de calor (led, enfriador de CPU) se forman extruyendo una aleación de aluminio en perfiles, que luego se fabrican mediante mecanizado y tratamiento de superficie. Tienen varias formas y tamaños para diferentes instalaciones de dispositivos y dispositivos con diferente consumo de energía. Los disipadores de calor son generalmente piezas estándar, pero también se pueden proporcionar perfiles, que los usuarios pueden cortar en una cierta longitud para hacer disipadores de calor no estándar. El tratamiento de la superficie del disipador de calor incluye pintura electroforética o tratamiento de polarización de oxígeno negro, cuyo propósito es mejorar la eficiencia de disipación de calor y el rendimiento del aislamiento. Puede aumentar en un 10-15% con enfriamiento natural y un 3% con enfriamiento por ventilación. La pintura de electroforesis puede soportar un voltaje de 500 ~ 800V.
Los fabricantes de disipadores de calor dan valores de resistencia térmica o curvas relacionadas para diferentes tipos de disipadores de calor y proporcionan diferentes valores de resistencia térmica en diferentes condiciones de disipación de calor.


Cualquier dispositivo tiene una cierta pérdida durante el funcionamiento y la mayor parte de la pérdida se convierte en calor. Los dispositivos de baja potencia tienen bajas pérdidas y no se requiere disipador de calor. El consumo de energía de los dispositivos de alta potencia es grande. Si no se toman medidas de disipación de calor, la temperatura del troquel puede alcanzar o superar la temperatura de unión permitida y el dispositivo se dañará. Por lo tanto, se debe agregar un disipador de calor. El más utilizado es instalar dispositivos de energía en un disipador de calor y usar el disipador de calor para disipar el calor al espacio circundante. Si es necesario, agregue un ventilador de enfriamiento para mejorar el efecto de enfriamiento con una cierta velocidad del viento.
La placa de enfriamiento de agua fría que fluye se utiliza en los dispositivos de potencia de equipos grandes, que tiene un mejor efecto de disipación de calor. El cálculo de la disipación de calor consiste en determinar las medidas de disipación de calor y los disipadores de calor adecuados mediante cálculos en determinadas condiciones de trabajo.
El dispositivo de alimentación está montado en el disipador de calor. Su principal dirección de flujo de calor es desde el chip hasta la parte inferior del disipador de calor, y el calor se disipa al espacio circundante a través del disipador de calor. Si no hay un ventilador para enfriar a una cierta velocidad del viento, esto se denomina enfriamiento natural o disipación de calor por convección natural.


El proceso de transferencia de calor tiene una cierta resistencia térmica. La resistencia térmica desde el dispositivo hasta la parte inferior del dispositivo es R JC, y la resistencia térmica entre la parte inferior del dispositivo y el disipador de calor es R CS. La resistencia térmica del radiador para disipar calor al espacio circundante es R SA, y la resistencia térmica total R JA = R JC + R CS + R SA. Si la pérdida de potencia máxima del dispositivo es PD, y la temperatura de unión permitida del dispositivo es TJ y la temperatura ambiente es TA, la resistencia térmica total permitida R JA se puede obtener mediante la siguiente fórmula.
R JA≤ (TJ-TA) / PD
Luego, calcule la resistencia térmica máxima permitida R SA del radiador a la temperatura ambiente como:
R SA≤ ({T_ {J} -T_ {A}} \ over {P_ {D}}) - (R JC + R CS)

Teniendo en cuenta la posibilidad de dejar espacio para el diseño, TJ generalmente se establece en 125 ° C. La temperatura ambiente también debe considerar el peor de los casos, generalmente establecido TA = 40 ℃ ~ 60 ℃. El tamaño de R JC está relacionado con el tamaño de la matriz y la estructura del paquete, que generalmente se puede encontrar en los datos del dispositivo. El tamaño de R CS está relacionado con la tecnología de montaje y el embalaje del dispositivo. Si el dispositivo se instala con un disipador de calor después de usar grasa térmica o almohadilla térmica, el valor típico de R CS es 0,1 0,2 ℃ / W; Si la superficie inferior del dispositivo no está aislada y se requiere una lámina de mica adicional para el aislamiento, su R CS puede alcanzar 1 ° C / W. PD es la pérdida de potencia máxima real, que se puede calcular de acuerdo con las condiciones de trabajo de diferentes dispositivos. De esta manera, se puede calcular R SA y se puede seleccionar un radiador adecuado de acuerdo con el valor R SA calculado.