功率器件热设计及散热计算

"功率器件热设计及散热计算" 本文主要介绍功率器件的热设计及散热计算，指导设计散热方式和散热器的选择，保证了功率器件工作在安全的温度范围内，减少了质量问题，提高了电子产品的可靠性。 一、功率器件热设计的重要性 电子设备的主要失效形式就是热失效，据统计，电子设备的失效有55％是温度超过规定值引起的，随着温度的增加，电子设备的失效率呈指数增长。因此，功率器件热设计是电子设备结构设计中不可忽略的一个环节，直接决定了产品的成功与否，良好的热设计是保证设备运行稳定可靠的基础。 二、功率器件热性能的主要参数 功率器件受到的热应力可来自器件内部，也可来自器件外部。若器件的散热能力有限，则功率的耗散就会造成器件内部芯片有源区温度上升及结温升高，使得器件可靠性降低，无法安全工作。表征功率器件热能力的参数主要有结温和热阻。 三、功率器件热设计 功率器件热设计主要是防止器件出现过热或温度交变引起的热失效，可分为器件内部芯片的热设计、封装的热设计和管壳的热设计以及功率器件实际使用中的热设计。对于一般的功率器件，只需要考虑器件内部、封装和管壳的热设计，而当功耗较大时，则需要安装合适的散热器，通过其有效散热，保证器件结温在安全结温之内正常可靠的工作。 四、散热计算 散热计算就是在一定的工作条件下，通过计算来确定合适的散热措施及散热器。热量在传递过程中有一定热阻。由器件管芯传到器件底部的热阻为Rjc，器件底部与散热器之间的热阻为Rcs，散热器将热量散到周围空间的热阻为Rsa，总的热阻Rja=Rjc+Rcs+Rsa。 五、散热计算实例 计算实例一功率运算放大器PA02作低频功放，器件为8引脚TO-3金属外壳封装。根据器件的工作条件和参数，计算出合适的散热器热阻Rsa，并选择合适的散热器。 功率器件热设计及散热计算是电子产品设计中不可忽略的一个环节，通过合适的热设计和散热计算，可以减少质量问题，提高电子产品的可靠性。