ヒートシンクの電力計算

どのデバイスも動作中にある程度の損失があり、損失の大部分は熱になります。 低電力デバイスは損失が少なく、ヒートシンクは必要ありません。 ハイパワーデバイスには大きな損失があります。 熱放散対策を講じないと、ダイの温度が許容接合部温度以上になる可能性があり、デバイスが損傷します。 したがって、放熱装置を追加する必要があります。 最も一般的に使用されるのは、ラジエーターに電源装置を取り付け、ラジエーターを使用して周囲の空間に熱を放散し、必要に応じて冷却ファンを追加して、特定の風速での冷却と熱放散を強化することです。 流動冷水冷却板は、一部の大規模機器のパワーデバイスにも使用されており、より優れた熱放散効果があります。 熱放散の計算は、特定の作業条件下での計算を通じて、適切な熱放散の測定値とヒートシンクを決定することです。 パワーデバイスはラジエーターに取り付けられています。 その主な熱の流れの方向は、ダイからデバイスの底部までであり、熱はヒートシンクを介して周囲の空間に放散されます。 特定の風速で冷却するファンがない場合、これは自然冷却または自然対流熱放散と呼ばれます。

伝熱プロセスには一定の熱抵抗があります。 デバイスダイからデバイスの底部に伝達される熱抵抗はRJC、デバイスの底部とヒートシンクの間の熱抵抗はR CS、周囲の空間に熱を放散するヒートシンクの熱抵抗はR SA、および総熱抵抗R JA=R JC + R CS + RSA。 デバイスの最大電力損失がPDであり、デバイスの許容接合部温度がTJ、周囲温度がTAであることがわかっている場合、許容総熱抵抗RJAは次の式で求めることができます。

RJA≤（TJ-TA）/ PD

次に、ラジエーターから周囲温度までの最大許容熱抵抗RSAを次のように計算します。

RSA≤（{T_ {J} -T_ {A}} \ over {P_ {D}}）-（R JC + R CS）

設計の余地を考慮して、TJは通常125℃に設定されています。 環境温度も最悪の場合を考慮する必要があり、一般的にTA=40℃60℃に設定します。 R JCのサイズは、ダイのサイズとパッケージ構造に関連しており、一般にデバイスデータに記載されています。 R CSのサイズは、取り付け技術とデバイスのパッケージングに関連しています。 サーマルグリースまたはサーマルパッドを使用した後、デバイスにヒートシンクを取り付けた場合、RCSの標準値は0.10.2℃/ Wです。 デバイスの底面が絶縁されておらず、絶縁のために追加のマイカシートが必要な場合、そのRCSは1℃/ Wに達する可能性があります。PDは実際の最大電力損失であり、さまざまなデバイスの動作条件に従って計算できます。 。 このようにして、Ｒ ＳＡを計算することができ、計算されたＲ ＳＡ値に従って適切なラジエーターを選択することができる。