功率半導(dǎo)體元件在工作時(shí)，自身必然要產(chǎn)生熱損耗。但若發(fā)熱量太大，且又來不及向周圍媒質(zhì)消散，元件就會(huì)因超過其正常工作的保證溫度而失效。因此，選配合適的散熱器，是元件可靠工作的重要條件之一。

基本概念

• 元件工作結(jié)溫Tj：即元件允許的最高工作溫度極限。本參數(shù)由制造廠提供，或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制給出要求。
• 元件的損耗功率P：元件在工作時(shí)自身產(chǎn)生的平均穩(wěn)態(tài)功率消耗，定義為有效值輸出電流與有效值電壓降的乘積。
• 耗散功率Q：特定散熱結(jié)構(gòu)的散熱能力。
• 熱阻R：熱量在媒質(zhì)之間傳遞時(shí)，單位功耗所產(chǎn)生的溫升。
  R=ΔT/Q

一、散熱器的選配

設(shè)環(huán)境溫度為Ta。散熱器的配置目的，是必須保證它能將元件的熱損耗有效地傳導(dǎo)至周圍環(huán)境，并使其熱源＿即結(jié)點(diǎn)的溫度不超過Tj。用公式表示為：

(當(dāng)然，熱量的消散除對(duì)流傳導(dǎo)外，還可輻射。在后面討論)

而熱阻又主要由三部分組成：

• Rjc：結(jié)點(diǎn)至管殼的熱阻。與元件的工藝水平和結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，由制造商給出。
• Rcs：管殼至散熱器的熱阻。與管殼和散熱器之間的填隙介質(zhì)（通常為空氣）、接觸面的粗糙度、平面度以及安裝的壓力等密切相關(guān)。介質(zhì)的導(dǎo)熱性能越好，或者接觸越緊密，則Rcs越小。
  (參考值：我廠凸臺(tái)元件的風(fēng)冷安裝，一般可考慮Rcs≈0.1Rjc)
• Rsa：散熱器至空氣的熱阻。是散熱器選擇的重要參數(shù)。它與材質(zhì)、材料的形狀和表面積、體積、以及空氣流速等參量有關(guān)。

綜合①和②，可得：

上式③即散熱器選配的基本原則。

一般散熱器廠商應(yīng)提供特定散熱器材料的形狀參數(shù)和熱阻特性曲線，據(jù)此設(shè)計(jì)人員可計(jì)算出所需散熱器的表面積、長(zhǎng)度、重量，并進(jìn)一步求得散熱器的熱阻值Rsa。

二、注意事項(xiàng)