电子元器件热阻计算

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热阻计算

热阻计算

热阻计算2008-01-13 22:21一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)。Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻。没有散热片时,Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca)。Rca表示外壳至空气的热阻。一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似。厂家规格书一般会给出,Rjc,P等参数。一般P是在25度时的功耗。当温度大于25度时,会有一个降额指标。举个实例:一、三级管2N5551规格书中给出25度(Tc)时的功率是1.5W(P),Rjc是83.3度/W。此代入公式有:25=Tj-1.5*83.3可以从中推出Tj为150度。芯片最高温度一般是不变的。所以有Tc=150-Ptc*83.3,其中Ptc表示温度为Tc时的功耗。假设管子的功耗为1W,那么,Tc=150-1*83.3=66.7度。注意,此管子25度(Tc)时的功率是1.5W,如果壳温高于25度,功率就要降额使用。规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度)。我们可以用公式来验证这个结论。假设温度为Tc,那么,功率降额为0.012*(Tc-25)。则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。把此时的条件代入公式得出:Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))×83.3,公式成立。一般情况下没办法测Tj,可以经过测Tc的方法来估算Ttj。公式变为:Tj=Tc+P*Rjc同样与2N5551为例。假设实际使用功率为1.2W,测得壳温为60度,那么:Tj=60+1.2*83.3=159.96此时已经超出了管子的最高结温150度了!按照降额0.012W/度的原则,60度时的降额为(60-25)×0.012=0.42W,1.5-0.42=1.08W。也就是说,壳温60度时功率必须小于1.08W,否则超出最高结温。假设规格书没有给出Rjc的值,可以如此计算:Rjc=(Tj-Tc)/P,如果也没有给出Tj数据,那么一般硅管的Tj最大为150至175度。同样以2N5551为例。知道25度时的功率为1.5W,假设Tj为150,那么代入上面的公式:Rjc=(150-25)/1.5=83.3如果Tj取175度则Rjc=(175-25)/1.5=96.6所以这个器件的Rjc在83.3至96.6之间。如果厂家没有给出25度时的功率。那么可以自己加一定的功率加到使其壳温达到允许的最大壳温时,再把数据代入:Rjc=(Tjmax-Tcmax)/P 有给Tj最好,没有时,一般硅管的Tj取150度我还要作一下补充说明。一、可以把半导体器件分为功率器件和小功率器件。1、大功率器件的额定功率一般是指带散热器时的功率,散热器足够大时且散热良好时,可以认为其表面到环境之间的热阻为0,所以理想状态时壳温即等于环境温度。功率器件由于采用了特殊的工艺,所以其最高允许结温有的可以达到175度。但是为了保险起见,一律可以按150度来计算。适用公式:Tc =Tj - P*Rjc。设计时,Tj最大值为150,Rjc已知,假设

热阻的计算方法

热阻的计算方法

热阻的计算方法

首先确定要散热的电子元器件,明确其工作参数,工作条件,尺寸大小,安装方式,选择散热器的底板大小比元器件安装面略大一些即可,因为安装空间的限制,散热器主要依靠与空气对流来散热,超出与元器件接触面的散热器,其散热效果随与元器件距离的增加而递减。对于单肋散热器,如果所需散热器的宽度在表中空缺,可选择两倍或三倍宽度的散热器截断即可.

关于散热器选择的计算方法

参数定义:

Rt───总内阻,℃/W;

Rtj───半导体器件内热阻,℃/W;

Rtc───半导体器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;

Rtf───散热器热阻,℃/W;

Tj───半导体器件结温,℃;

Tc───半导体器件壳温,℃;

Tf───散热器温度,℃;

Ta───环境温度,℃;

Pc───半导体器件使用功率,W;

ΔTfa ───散热器温升,℃;

散热计算公式:

Rtf =(Tj-Ta)/Pc —Rtj –Rtc

散热器热阻Rff 是选择散热器的主要依据.Tj 和Rtj 是半导体器件提供的参数,Pc是设计要求的参数,Rtc 可从热设计专业书籍中查表。

(1)计算总热阻Rt:Rt= (Tjmax—Ta)/Pc

(2)计算散热器热阻Rtf 或温升ΔTfa:Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc

(3)确定散热器:按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rtf 或ΔTfa和Pc 选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rtf 曲线或ΔTfa线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的散热器。

对于型材散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:

pcb热阻计算

pcb热阻计算

pcb热阻计算

以PCB热阻计算为标题,本文将介绍PCB热阻的概念、计算方法以及其在电子设备中的重要性。通过清晰的段落和标题,使文章结构更加整洁和易于阅读。

一、什么是PCB热阻

PCB热阻是指印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)在传导热量时的阻力。在电子设备中,各个电子组件产生的热量需要通过PCB传导到散热器或外部环境中,而PCB热阻的大小将直接影响整个电子设备的散热效果。

二、PCB热阻的计算方法

PCB热阻的计算方法可以通过以下公式表示:热阻(℃/W)= 温度差(℃)/ 热功率(W)。其中,温度差是指PCB表面温度与环境温度之间的差值,热功率则是指通过PCB传导的热量。

在实际应用中,为了简化计算,通常会采用热阻网络进行近似计算。热阻网络是将PCB划分为多个热阻层,通过计算各个层之间的热阻来得到整个PCB的热阻。常见的热阻层有焊盘热阻、线路层热阻、铜箔热阻等。

三、PCB热阻的重要性

PCB热阻的大小直接影响电子设备的散热效果。若PCB热阻过大,将导致热量难以有效传导,使得电子设备温度升高,从而影响电子元器件的工作性能和寿命。而如果PCB热阻过小,将导致热量过快地传导到散热器或外部环境中,造成能量浪费和额外的散热负担。

因此,在PCB设计过程中,合理选择PCB材料、布局电子元器件和散热器的位置,以及优化热阻网络,都是提高电子设备散热效果的重要考虑因素。

四、PCB热阻的影响因素

PCB热阻受多种因素影响,包括PCB材料的导热性能、PCB布局的热量集中程度、散热器的设计和散热风扇的效率等。

LED热阻计算方法

LED热阻计算方法

LED热阻计算方法

LED的正常工作需要一定的条件,例如合适的电流、电压和温度。当LED工作时,会产生热量,如果热量无法及时散出,会导致LED芯片温度升高,影响其寿命和性能。

1. 确定LED芯片的参数:首先需要知道LED芯片的最大功率Pd(一般通过LED芯片的规格书可以找到),以及工作时的最高结温Tj_max。

2.计算LED芯片的热阻:LED芯片的热阻可以通过以下公式来计算:

Rth(j-c) = (Tj_max - Ta) / Pd

其中,Rth(j-c)为LED芯片的热阻,Tj_max为最高结温,Ta为环境温度,Pd为最大功率。

例如,如果LED芯片的最高结温Tj_max为100°C,环境温度Ta为25°C,最大功率Pd为1W,则可以计算得到:

Rth(j-c) = (100 - 25) / 1 = 75 °C/W

3. 确定散热器的参数:接下来需要确定散热器的热阻Rth(c-a),这是散热器的特性参数,可以通过散热器的规格书或测试得到。

4. 计算总热阻:将LED芯片的热阻和散热器的热阻相加,即可得到总热阻Rth(j-a):

Rth(j-a) = Rth(j-c) + Rth(c-a)

例如,如果LED芯片的热阻Rth(j-c)为75 °C/W,散热器的热阻Rth(c-a)为10 °C/W,则可以计算得到:

Rth(j-a) = 75 + 10 = 85 °C/W

总热阻越小,表示散热效果越好,LED芯片的温度升高会更低。

5. 判断散热效果:最后,可以通过比较总热阻Rth(j-a)和LED芯片的允许最高结温Tj_max,判断散热效果是否合格。如果总热阻小于

pcb热阻计算

pcb热阻计算

pcb热阻计算

PCB热阻计算

一、引言

在电子设备的设计和制造中,热管理是一个至关重要的问题。随着电子产品的不断迭代和功能的增加,元器件的功耗也在不断增加,导致设备产生大量的热量。如果不能有效地将热量散热出去,就会影响设备的性能和寿命。因此,热阻计算成为了电子设备设计中必不可少的一环。

二、什么是热阻?

热阻是指单位面积上单位时间内通过的热量与温度差之比。在电子设备中,我们通常使用热阻来描述散热效果。热阻的单位是摄氏度每瓦特(℃/W),表示每瓦特的功率通过一平方米的面积时,温度升高的程度。

三、PCB热阻的计算方法

在PCB设计中,热阻的计算主要涉及两个方面:PCB板材的热阻和散热器的热阻。

1. PCB板材的热阻计算

PCB板材的热阻主要由两个部分组成:导热层的热阻和传热层的热阻。导热层的热阻取决于导热层的材料和厚度,而传热层的热阻取决于导热层和散热器之间的接触热阻。

导热层的热阻可以通过材料的热导率和厚度来计算。热导率是指材料单位长度内的热量传导能力,单位是瓦特每米开尔文(W/(m·K))。热阻的计算公式为:热阻 = 厚度 / (热导率× 面积)。

传热层的热阻主要由接触热阻和空气传热热阻组成。接触热阻是指导热层和散热器之间的接触界面的热阻,可以通过接触界面的材料和压力来计算。空气传热热阻是指空气对热量传导的阻力,可以通过空气的热传导系数和传热面积来计算。

2. 散热器的热阻计算

散热器的热阻主要由材料的热导率、散热器的形状和表面积以及空气流动情况等因素决定。散热器的热阻计算比较复杂,通常需要借助计算软件或实验来确定。

mosfet器件热阻 -回复

mosfet器件热阻 -回复

mosfet器件热阻-回复

什么是mosfet器件热阻?

mosfet器件热阻是指在mosfet晶体管中传导、传递热量的能力。在运行过程中,mosfet器件会产生一定的热量,如果这些热量不能及时有效地传导出去,就会导致器件温度升高,进而影响器件性能和寿命。因此,合理设计和选择mosfet器件热阻至关重要。

mosfet器件热阻的计算方法

mosfet器件热阻可以通过以下公式计算:

热阻(θ) = (温度差(T2-T1)) / 功率(P)

其中,热阻(θ)单位为C/W,温度差(T2-T1)单位为摄氏度,功率(P)单位为瓦特。

mosfet器件热阻的组成

mosfet器件热阻由多个组成部分构成,包括junction-to-case热阻(θjc)、junction-to-ambient热阻(θja)和case-to-ambient热阻(θca)。

junction-to-case热阻是指mosfet芯片与外部散热器(通常是金属外壳)之间的热阻。它取决于芯片和散热器之间接触面积、材质以及介质的热导率。通常情况下,mosfet芯片与散热器之间会使用导热胶或导热垫来增强热传递效果。

junction-to-ambient热阻是指mosfet芯片与周围环境之间的热阻。它考虑了芯片自身的导热能力以及周围环境的散热条件,例如空气流动速度、温度等。

case-to-ambient热阻是指mosfet外壳与周围环境之间的热阻。一般情况下,mosfet外壳与周围环境之间是通过空气对流来传热的,因此热阻会受到空气流动速度、温度和外壳形状等因素的影响。

电阻的热阻如何计算公式

电阻的热阻如何计算公式

电阻的热阻如何计算公式

在物理学和工程学中,热阻是一个重要的概念,它用来描述物质对热量传导的

阻力。在电路中,电阻也是一个常见的元件,它能够限制电流的流动。那么,电阻的热阻又是如何计算的呢?本文将介绍电阻的热阻计算公式,并且讨论一些相关的物理概念。

首先,我们来了解一下什么是热阻。热阻是描述物质对热量传导的阻力的物理量,它通常用符号R表示,单位是摄氏度每瓦特(℃/W)。热阻越大,表示物质

对热量传导的阻力越大,热量传导的速度越慢。在实际应用中,我们常常需要计算电路中电阻的热阻,以便设计合适的散热系统,确保电路元件不会因为过热而损坏。

接下来,我们来看一下电阻的热阻如何计算。在电路中,电阻的热阻可以通过

以下公式来计算:

Rth = (T2 T1) / P。

其中,Rth表示热阻,单位为℃/W;T2表示电阻的工作温度,单位为摄氏度;

T1表示环境温度,单位为摄氏度;P表示电阻的功率,单位为瓦特。

这个公式的意思是,热阻等于电阻的工作温度与环境温度之差,除以电阻的功率。这个公式告诉我们,热阻取决于电阻的工作温度、环境温度和功率。当电阻的工作温度升高,热阻也会随之增加;当环境温度升高,热阻也会随之增加;当电阻的功率增加,热阻也会随之增加。

通过这个公式,我们可以计算出电路中电阻的热阻,从而设计合适的散热系统,确保电路元件不会因为过热而损坏。

除了上面介绍的计算公式之外,我们还可以通过其他方法来计算电路中电阻的

热阻。例如,我们可以使用热阻测试仪来直接测量电阻的热阻。这种方法可以得到更准确的结果,但是需要专门的仪器和设备,成本较高。

芯片热阻公式(一)

芯片热阻公式(一)

芯片热阻公式(一)

芯片热阻公式

1. 什么是芯片热阻?

芯片热阻(Thermal Resistance)是指芯片导热效果的一个物理量。它表示通过芯片的单位面积上的热量与单位温度差之间的比值。

2. 芯片热阻公式

芯片热阻公式如下所示:

Rθ = (Tj - Ta) / P

其中,

•Rθ: 芯片热阻(单位为°C/W)

•Tj: 芯片温度(单位为°C)

•Ta: 环境温度(单位为°C)

•P: 芯片功率(单位为W)

3. 举例说明

电子设备热管理

在电子设备中,芯片热阻是非常重要的一个参数,它决定了芯片在工作过程中的温度变化。若芯片热阻过高,会导致芯片温度过高,降低电子器件的性能以及寿命。

例如,假设一个芯片的环境温度为35°C,功率为2W,而芯片热阻为2°C/W。根据芯片热阻公式计算,我们可以得到:

Rθ = (Tj - Ta) / P

Rθ = (Tj - 35°C) / 2W

2°C/W = (Tj - 35°C) / 2W

Tj - 35°C = 4°C

Tj = 39°C

因此,该芯片的温度为39°C。

优化芯片散热设计

芯片热阻公式可以帮助工程师优化芯片的散热设计。通过在设计阶段考虑芯片热阻,可以选择合适的散热材料以及散热方式,来降低芯片的温度。合理的散热设计可以提高芯片的性能以及可靠性。

例如,假设一个芯片的环境温度为30°C,功率为5W,而芯片热阻为°C/W。我们希望降低芯片的温度至30°C以下。

Rθ = (Tj - Ta) / P

°C/W = (Tj - 30°C) / 5W

Tj - 30°C = °C

Tj = °C

热阻的计算方法

热阻的计算方法

热阻的计算方法

首先确定要散热的电子元器件,明确其工作参数,工作条件,尺寸大小,安装方式,选择散热器的底板大小比元器件安装面略大一些即可,因为安装空间的限制,散热器主要依靠与空气对流来散热,超出与元器件接触面的散热器,其散热效果随与元器件距离的增加而递减。对于单肋散热器,如果所需散热器的宽度在表中空缺,可选择两倍或三倍宽度的散热器截断即可。

关于散热器选择的计算方法

参数定义:

Rt───总内阻,℃/W;

Rtj───半导体器件内热阻,℃/W;

Rtc───半导体器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;

Rtf───散热器热阻,℃/W;

Tj───半导体器件结温,℃;

Tc───半导体器件壳温,℃;

Tf───散热器温度,℃;

Ta───环境温度,℃;

Pc───半导体器件使用功率,W;

ΔTfa ───散热器温升,℃;

散热计算公式:

Rtf =(Tj-Ta)/Pc - Rtj –Rtc

散热器热阻Rtf 是选择散热器的主要依据。Tj 和Rtj 是半导体器件提供的参数,Pc是设计要求的参数,Rtc 可从热设计专业书籍中查表。

(1)计算总热阻Rt:Rt= (Tjmax-Ta)/Pc

(2)计算散热器热阻Rtf 或温升ΔTfa:Rtf = Rt-Rtj-Rtc ΔTfa=Rtf×Pc

(3)确定散热器:按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rtf 或ΔTfa和Pc 选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rtf 曲线或ΔTfa线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的散热器。

对于型材散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:

pcb热阻计算

pcb热阻计算

pcb热阻计算

PCB热阻计算

在电子设备的设计中,热管理是一个重要的考虑因素。PCB (Printed Circuit Board,印刷电路板)作为电子设备中的重要组成部分,其热阻对整体的热管理起着重要的作用。本文将介绍PCB 热阻的计算方法及其在电子设备设计中的应用。

一、PCB热阻的定义

PCB热阻是指单位面积上PCB传热的阻力,通常用温度差除以功率来表示。热阻越大,表示PCB传热能力越差,温度上升越快。

二、PCB热阻的计算方法

1. 材料热阻的计算

PCB的材料热阻是指PCB材料本身对热传导的阻力。常见的PCB 材料有FR4、铝基板等,它们的热导率不同,因此热阻也不同。根据材料的导热性能,可以计算出单位面积上的材料热阻。

2. 焊盘热阻的计算

焊盘是PCB上连接元器件的重要部分,也是热传导的关键路径之一。焊盘的热阻取决于焊盘的几何形状、材料以及与元器件的连接方式等因素。通常可以通过焊盘的面积、厚度等参数来计算焊盘的热阻。

3. 线路热阻的计算

PCB上的线路也会对热传导产生一定的阻力。线路的热阻取决于线路的宽度、长度、材料等因素。一般来说,线路越粗、越短,其热阻就越小。

4. 散热器热阻的计算

在某些情况下,为了提高PCB的散热性能,可以在PCB上添加散热器。散热器的热阻取决于散热器的材料、形状以及与PCB的接触方式等因素。通过散热器的设计参数,可以计算出散热器的热阻。

三、PCB热阻在电子设备设计中的应用

1. 温度分析

通过计算PCB热阻,可以预测PCB在工作过程中的温度分布情况。根据不同元器件的热耗散情况,可以确定PCB上的热点位置,进而优化PCB布局和散热设计,以确保电子设备的稳定工作。

二极管典型热阻

二极管典型热阻

二极管典型热阻

二极管是一种常见的电子元件,广泛应用于电子设备中。在使用二极管时,我们需要了解其典型热阻,以确保其正常工作。本文将从定义、计算方法、影响因素等方面进行介绍。

一、定义

二极管典型热阻是指在二极管工作时,由于温度升高而导致的电阻变化。通常用K/W(开尔文/瓦特)来表示。热阻越小,二极管的散热能力越好,工作温度越低,性能越稳定。

二、计算方法

二极管典型热阻的计算方法比较简单,可以通过以下公式进行计算:

Rth = (Tj - Ta) / Pd

其中,Rth表示二极管典型热阻,Tj表示二极管的结温度,Ta表示环境温度,Pd表示二极管的功耗。

三、影响因素

二极管典型热阻受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:

1. 材料:二极管的材料对其典型热阻有很大的影响。不同材料的二极

管具有不同的热导率和热容量,因此其典型热阻也不同。

2. 封装形式:二极管的封装形式也会影响其典型热阻。不同的封装形

式会影响二极管的散热能力,从而影响其典型热阻。

3. 工作环境:二极管的工作环境也会对其典型热阻产生影响。例如,

高温环境下二极管的典型热阻会变大,从而影响其工作性能。

4. 工作条件:二极管的工作条件也会影响其典型热阻。例如,二极管

的电流和电压等参数会影响其功耗,从而影响其典型热阻。

四、应用实例

在实际应用中,我们需要根据具体的二极管参数来计算其典型热阻。

例如,对于1N4148二极管,其最大功耗为500mW,结温度为150℃,环境温度为25℃,则其典型热阻为:

Rth = (150 - 25) / 0.5 = 250 K/W

热阻名词解释

热阻名词解释

热阻名词解释

一、热阻的定义与背景

1.1 热阻的概念

热阻(thermal resistance)是指物体传热过程中妨碍热量流动的程度,也即单位面积上单位时间内通过物体的热流量与温度差的比值。以电子元件为例,当元件受到热量输入,会引起温度升高,而热阻则是衡量元件内部的温度上升相对于外部环境温度差的关系。

1.2 热阻的背景

在实际应用中,热阻是非常重要的物性参数,它直接影响着热量的传递能力。热阻不仅在电子元器件的散热设计中起着重要的作用,也在建筑、汽车、电力等领域中具有广泛应用。

二、热阻的计算方法

2.1 基本公式

热阻的计算常使用热阻公式来求解,其中最基本的公式为:

R=ΔT q

其中,R为热阻,单位为K/W(开尔文/瓦特),ΔT为温度差,单位为K(开尔文),q为通过物体的热流量,单位为W(瓦特)。

2.2 单层物体的热阻计算

对于一个单层均匀物体来说,可以使用以下公式计算单层物体的热阻:

R=

L kA

其中,R为热阻,L为物体的厚度,k为物体的热导率,A为物体的横截面积。

2.3 复合物体的热阻计算

当物体不是单层均匀材料时,可以采用复合体的热阻计算方法。对于多个热阻串联的情况,可以使用以下公式计算总热阻:

R total=R1+R2+...+R n

而对于多个热阻并联的情况,则可以通过以下公式求得总热阻:

1 R total =

1

R1

+

1

R2

+...+

1

R n

三、影响热阻的因素

3.1 材料的热导率

热导率是物体传热能力的重要物理性质之一,热导率越大,传热能力越好,热阻则越小。

3.2 材料的厚度

材料的厚度对热阻有显著影响,一般来说,材料厚度越小,热阻就越小。

热阻公式

热阻公式

一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成 Tcmax =Tj -

P*(Rjc+Rcs+Rsa). Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻.没有散热片时,Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca). Rca表示外壳至空气的热阻.一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似. 厂家规格书一般会给出,Rjc,P等参数.一般P是在25度时的功耗.当温度大于25度时,会有一个降额指标.举个实例:一、三级管2N5551 规格书中给出25度(Tc)时的功率是1.5W(P),Rjc是83.3度/W.此代入公式有:

25=Tj-1.5*83.3可以从中推出Tj为150度.芯片最高温度一般是不变的.

所以有Tc=150-Ptc*83.3,其中Ptc表示温度为Tc时的功耗.假设管子的功耗为1W,那么,Tc=150-1*83.3=66.7度.注意,此管子25度(Tc)时的功率是1.5W,如果壳温高于25度,功率就要降额使用.规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度).我们可以用公式来验证这个结论.假设温度为Tc,那么,功率降额为0.012*(Tc-25).则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25).把此时的条件代入公式得出: Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))×83.3,公式成立. 一般情况下没办法测Tj,可以经过测Tc的方法来估算Ttj.公式变为: Tj=Tc+P*Rjc。

关于电子元器件热阻的计算

关于电子元器件热阻的计算

关于电子元器件热阻的计算

【概念解释】

Ta(Temperature Ambient-)环境温度

Tc(Temperature Case)外壳温度

Tj(Temperature Junction)节点温度

热阻Rja:芯片的热源结(junction)到周围冷却空气(ambient)的总热阻,乘以其发热量即获得器件温升。

热阻Rjc:芯片的热源结到封装外壳间的热阻,乘以发热量即获得结与壳的温差。

热阻Rjb:芯片的结与PCB板间的热阻,乘以通过单板导热的散热量即获得结与单板间的温差。

【电子元件热阻的计算】

通用公式:Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)

【1】散热片(heat sink)足够大而且接触足够良好的情况下:

热阻公式Tcmax =Tj - P*Rjc

【2】散热片(heat sink)不大或者接触足够一般/较差的情况下:

热阻公式Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)

其中,Rjc表示芯片内部至外壳的热阻, Rcs表示外壳至散热片的热阻, Rsa表示散热片的热阻. 【3】没有散热片情况下:

(1)大功率半导体器件

热阻公式Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca),其中,Rca表示外壳至空气的热阻。

(2)小功率半导体器件

热阻公式Tc =Tj - P*Rja,其中Rja:结到环境之间的热阻。

注意:厂家规格书一般会给出Rjc,P等参数。一般P是在25度时的功耗.当温度大于25度时,会有一个降额指标。

实例:

(1)三极管2N5551(以下计算是在加有足够大的散热片而且接触足够良好的情况下)

芯片热阻计算

芯片热阻计算

芯片热阻计算

芯片热阻即为芯片散热的能力,它决定了芯片在工作时的热度,进而影响了电路的可靠性和寿命。芯片热阻可以通过以下公式计算:Thermal resistance = ΔT / Power

其中,ΔT为芯片温度上升值,可以通过测量芯片的温度差来获得;Power为芯片的功耗,可以通过规格书或实测来获取。

例如,假设芯片温度上升值ΔT=50℃,芯片功耗Power=2W,则芯片热阻为:

Thermal resistance = 50℃ / 2W = 25 ℃/W

这意味着,每1W的功耗会使芯片温度升高25℃。芯片的热阻越低,表示其散热能力越好,能够让芯片在高负载下更稳定地工作。

热阻计算[详解]

热阻计算[详解]

热阻计算

热阻计算2008-01-13 22:21一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc 的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)。Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻。没有散热片时,Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca)。Rca表示外壳至空气的热阻。

一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似。厂家规格书一般会给出,Rjc,P等参数。一般P是在25度时的功耗。当温度大于25度时,会有一个降额指标。

举个实例:

一、三级管2N5551

规格书中给出25度(Tc)时的功率是1.5W(P),Rjc是83.3度/W。

此代入公式有:25=Tj-1.5*83.3可以从中推出Tj为150度。芯片最高温度一般是不变的。

所以有Tc=150-Ptc*83.3,其中Ptc表示温度为Tc时的功耗。假设管子的功耗为1W,那么,

Tc=150-1*83.3=66.7度。

注意,此管子25度(Tc)时的功率是1.5W,如果壳温高于25度,功率就要降额使用。规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度)。我们可以用公式来验证这个结论。假设温度为Tc,那么,功率降额为

0.012*(Tc-25)。则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。把此时的条件代入公式得出:

Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))×83.3,公式成立。

一般情况下没办法测Tj,可以经过测Tc的方法来估算Ttj。公式变为:

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电子元件热阻的计算热阻计算:一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成 Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa). Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻.没有散热片时, Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca). Rca表示外壳至空气的热阻.一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似. 厂家规格书一般会给出,Rjc,P等参数.一般P是在25度时的功耗.当温度大于25度时,会有一个降额指标.

举个实例:一、三级管2N5551 规格书中给出25度(Tc)时的功率是1.5W(P),Rjc是83.3度/W.此代入公式有:25=Tj-1.5*83.3可以从中推出Tj为150度.芯片最高温度一般是不变的.所以有Tc=150-Ptc*83.3,其中Ptc表示温度为Tc时的功耗.假设管子的功耗为1W,那么, Tc=150-1*83.3=66.7度.注意,此管子25度(Tc)时的功率是1.5W,如果壳温高于25度,功率就要降额使用.规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度).我们可以用公式来验证这个结论.假设温度为Tc,那么,功率降额为0.012*(Tc-25).则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25).把此时的条件代入公式得出: Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))×83.3,公式成立. 一般情况下没办法测Tj,可以经过测Tc的方法来估算Ttj.公式变为: Tj=Tc+P*Rjc 同样与2N5551为例.假设实际使用功率为1.2W,测得壳温为60度,那么: Tj=60+1.2*83.3=159.96此时已经超出了管子的最高结温150度了!按照降额0.012W/度的原则,60度时的降额为(60-25)×0.012=0.42W,1.5-0.42=1.08W.也就是说,壳温60度时功率必须小于1.08W,否则超出最高结温.假设规格书没有给出Rjc的值,可以如此计算: Rjc=(Tj-Tc)/P,如果也没有给出Tj数据,那么一般硅管的Tj最大为150至175度.同样以2N5551为例.知道25度时的功率为1.5W,假设Tj为150,那么代入上面的公式: Rjc=(150-25)/1.5=83.3 如果Tj取175度则 Rjc=(175-25)/1.5=96.6 所以这个器件的Rjc在83.3至96.6之间.如果厂家没有给出25度时的功率.那么可以自己加一定的功率加到使其壳温达到允许的最大壳温时,再把数据代入: Rjc=(Tjmax-Tcmax)/P 有给Tj最好,没有时,一般硅管的Tj取150度我还要作一下补充说明.一、可以把半导体器件分为功率器件和小功率器件. 1、大功率器件的额定功率一般是指带散热器时的功率,散热器足够大时且散热良好时,可以认为其表面到环境之间的热阻为0,所以理想状态时壳温即等于环境温度.功率器件由于采用了特殊的工艺,所以其最高允许结温有的可以达到175度.但是为了保险起见,一律可以按150度来计算.适用公式:Tc =Tj - P*Rjc.设计时,Tj最大值为150,Rjc已知,假设环境温度也确定,根据壳温即等于环境温度,那么此时允许的P也就随之确定. 2、小功率半导体器件,比如小晶体管,IC,一般使用时是不带散热器的.所以这时就

要考虑器件壳体到空气之间的热阻了.一般厂家规格书中会给出Rja,即结到环境之间的热阻.(Rja=Rjc+Rca).同样以三级管2N5551为例,其最大使用功率1.5W是在其壳温25度时取得的.假设此时环境温度恰好是25度,又要消耗1.5W的功率,还要保证可温也是25度,唯一的可能就是它得到足够良好的散热!但是一般像2N5551这样TO-92封装的三极管,是不可能带散热器使用的.所以此时,小功率半导体器件要用到的公式是: Tc =Tj - P*Rja Rja:结到环境之间的热阻.一般小功率半导体器件的厂家会在规格书中给出这个参数. 2N5551的Rja厂家给的值是200度/W.已知其最高结温是150度,那么其壳温为25度时,允许的功耗可以把上述数据代入Tc =Tj - P*Rja 得到: 25=150-P*200,得到,P=0.625W.事实上,规格书中就是0.625W.因为2N5551不会加散热器使用,所以我们平常说的2N5551的功率是0.625W而不是1.5W!还有要注意,SOT-23封装的晶体管其额定功率和Rja数据是在焊接到规定的焊盘(有一定的散热功能)上时测得的. 3、另外告诉大家一个窍门,其实一般规格书中的最大允许储存温度其实也是最大允许结温.最大允许操作温度其实也就是最大允许壳温.最大允许储存温度时,功率P当然为0,所以公式变为Tcmax =Tjmax - 0*Rjc,即Tcmax =Tjmax.是不是很神奇!最大允许操作温度,一般民用级(商业级)为70度,工业级的为80度.普通产品用的都是民用级的器件,工业级的一般贵很多. 热路的计算,只要抓住这个原则就可以了:从芯片内部开始算起,任何两点间的温差,都等于器件的功率乘以这两点之间的热阻.这有点像欧姆定律.任何两点之间的压降,都等于电流,乘以这两点间的电阻. 不过要注意,热量在传导过程中,任何介质,以及任何介质之间,都有热阻的存在,当然热阻小时可以忽略.比如散热器面积足够大时,其与环境温度接近,这时就可以认为热阻为0.如果器件本身的热量就造成了周围环境温度上升,说明其散热片(有散热片的话)或外壳与环境之间的热阻比较大!这时,最简单的方法就是直接用Tc =Tj - P*Rjc来计算.其中Tc为壳温,Rjc为结壳之间的热阻.如果你Tc换成散热片(有散热片的话)表面温度,那么公式中的热阻还必须是结壳之间的加上壳与散热器之间的在加散热器本身的热阻!另外,如果你的温度点是以环境来取点,那么,想想这中间包含了还有哪些热路吧.比如,散热片与测试腔体内空气之间的热阻,腔体内空气与腔体外空气间的热阻.这样就比较难算了.

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