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指南:论高功率器件如何安装更稳定,散热更有效

作者:angelazhang时间:2015-12-27

EMC Rflabs公司在无源功率解决方案上有超过20年的经验。对功率产品的架构及设计均有超强的设计背景,不仅开发出了一整套的标准测试方法用来验证已有的功率产品线,而且可以为高功率产品提供全套的测试服务,包括连续波测试和脉冲功率测试。


EMC-RFlabs的高功率表贴负载、电阻、衰减器等这类器件安装在金属表面的方式一般有两种。一种是采用螺栓固定板的方式,另外一种是采用单孔或者两孔法兰的方式。金属安装面可以提供较好的散热机制,有时还有电连接的特性。此金属面需要被安装在散热器上,以保证此类器件可以工作在合适的温度环境下。每个器件的功率承受容量只有在散热器的温度在规格之内才会是有效的。


螺栓安装指导

准备工作

所有的产品都采用6-32螺纹的螺栓安装。先根据图纸,确定螺栓位置的正确尺寸。然后在散热器上转一个6-32的通孔(建议用直径为0.61”的转头)。如果是直径0.61”的平底扩孔钻或者锥口钻,可能需要使用一个相对比较合适的通孔。这个尺寸需保证孔的小半径部分可以使这个单元,螺栓连接基材并且允许基材放平,对准散热器,以保证最大的热传输。有螺栓的散热片区域需要足够的细薄,以保证6-32的螺母可以确保连接单元的可靠性。当使用导热化合物的时候(比如Wakefield#120-2),在连接之前,散热片的外部需要先涂覆一层导热化合物。

 

安装

将连接好的单元固定好,将引线和匹配电路对准。在螺栓上用螺母将连接单元固定在散热器上。如果需要,再次对齐引线。对齐后,再次拧紧螺母,直到最大2英寸-镑的转矩。然后焊接引线到电路中。

  

EMC-RFlabs高功率器件的散热

热特性的预测

这类器件的主要热传输路径是传导,从金属安装面传到散热器上。散热器的类型和散热能力决定了在实际应用中散热器的尺寸大小。一般来说,暴露在空气中的设备采用自然对流或者强制对流。当需要重新设计一个散热器时,请遵守一些基本的规则。首先,散热器的表面面积尽可能的大。然后,表面镀层的辐射因子尽可能相同(比如发黑的镀层)。最后,其热导率大于热量通过散热器时代的最小热梯度。

 

无论是法兰安装还是螺栓固定安装,这些器件都必须使用金属螺丝固定在散热器上。在它们之间需要增加导热硅脂或者导热垫片来保证散热的特性。当使用螺栓固定安装时,螺母转矩需限制在3英寸-镑。使用法兰安装时,要确保法兰安装平面的平坦度,并使用垫片以保护表面的镀层。

 

散热途径

这类器件的发热主要是由于I2R的损失。为保证器件工作在温度范围内,这些热量必需被尽快的从器件内部散发出去。散热通常有这样三种途径:对流(自然或者强制),传导和辐射。通过散热器的热阻可以得出其散热的能力,然后计算出在一定功率下的温度增加值。金属平面的热阻等式如下:


通过散热器后,温度的增加值有下式给出:




评论

mzb2012 · 2016-01-03 20:28:41

最近在做电动车控制器,进一步认识到散热重要性

luker · 2016-01-05 20:40:15

散热确实重要,特别是大功率器件

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