如何去計(jì)算電子元器件的熱阻呢

一、關(guān)于熱阻的概念：

熱量在熱流路徑上遇到的阻力，反映介質(zhì)或介質(zhì)間的傳熱能力的大小，表明了 1W熱量所引起的溫升大小，單位為℃/W或K/W。用熱功耗乘以熱阻，即可獲得該傳熱路徑上的溫升。可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的類比來(lái)解釋熱阻的意義，換熱量相當(dāng)于電流，溫差相當(dāng)于電壓，則熱阻相當(dāng)于電阻。

熱路的計(jì)算的基本原則：從芯片內(nèi)部開始算起，任何兩點(diǎn)間的溫差，都等于器件的功率乘以這兩點(diǎn)之間的熱阻。這有點(diǎn)像歐姆定律。任何兩點(diǎn)之間的壓降，都等于電流，乘以這兩點(diǎn)間的電阻。

Tcmax：功率為P時(shí)允許的最大溫升

TA：Temperature Ambient 芯片周圍的環(huán)境溫度

TC：Temperature Case芯片的外殼溫度

TJ：Temperature Junction芯片內(nèi)的結(jié)點(diǎn)溫度

熱阻RJA：芯片的熱源結(jié)(Junction)到周圍冷卻空氣(Ambient)的總熱阻，乘以其發(fā)熱量即獲得器件溫升。熱阻RJC：芯片的熱源結(jié)到封裝外殼間的熱阻，乘以發(fā)熱量即獲得結(jié)與殼的溫差。熱阻RJB：芯片的結(jié)與PCB板間的熱阻，乘以通過單板導(dǎo)熱的散熱量即獲得結(jié)與單板間的溫差。

二、關(guān)于電子元件熱阻的計(jì)算公式：

通用公式：Tcmax=TJ-P*(RJC+RCS+RSA)

條件1：當(dāng)功率晶體管的散熱片heat sink足夠大而且接觸足夠良好時(shí)，殼溫TC=TA，晶體管外殼與環(huán)境間的熱阻 RCA=RCS+RSA=0。

熱阻公式：Tcmax=TJ-P*RJC

條件2：散熱片heat sink不大或者接觸足夠一般/較差的情況下：

熱阻公式：Tcmax=TJ-P*（RJC+RCS+RSA）

——其中，RJC表示芯片內(nèi)部至外殼的熱阻；RCS表示外殼至散熱片的熱阻；RSA表示散熱片到環(huán)境的熱阻。

條件3：沒有散熱片情況下：

大功率半導(dǎo)體器件，熱阻公式Tcmax=TJ-P*(RJC+RCA)，其中RCA表示外殼至空氣的熱阻。

小功率半導(dǎo)體器件，熱阻公式：Tcmax=TJ-P*RJA，其中RJA表示結(jié)到環(huán)境之間的熱阻。

一般使用條件用TC=TJ-P*RJC的公式近似。廠家規(guī)格書一般會(huì)給出RJC、P等參數(shù)。一般P是在25度時(shí)的功耗.當(dāng)溫度大于25度時(shí)，會(huì)有一個(gè)降額指標(biāo)。


審核編輯：劉清