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热阻标称RJA/RJC/RJL分别具体表示什么
热阻标称RJA/RJC/RJL分别具体表示什么
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。若器件的最大功率损耗为Pd,并已知器件允许的结温为Tj、环境温度为Ta,可以按下式求出允许的总热阻Rja。
Rja ≤(Tj-Ta)/Pd
则计算最大允许的散热器到环境温度的热阻Rsa为:
Rsa ≤(Tj-Ta)/Pd-(Rjc+Rcs)
为设计考虑,一般设Tj为125℃。在较坏的环境温度情况下,一般设Ta=40℃~60℃。Rjc的大小与管芯的尺寸和封装结构有关,一般可以从器件的数据资料中找到。Rcs的大小与安装技术及器件的封装有关。如果器件采用导热油脂或导热垫后,再与散热器安装,其Rcs典型值为0.1℃/W~0.2℃/W;若器件底面不绝缘,需要另外加云母片绝缘,则其Rcs可达1℃/W。Pd为实际的最大损耗功率,可根据不同器件的工作条件计算而得。这样,Rsa可以计算出来,根据计算的Rsa值可选合适的散热器了。
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。器件工作条件如下:工作电压Vs为18V,负载阻抗RL为4剑?绷魈跫?鹿ぷ髌德士纱?kHz,环境温度设为40℃,采用自然冷却。
查PA02器件资料可知:静态电流Iq典型值为27mA,最大值为40mA;器件的Rjc(从管芯到外壳)典型值为2.4℃/W,最大值为2.6℃/W。
器件的功耗为Pd:
Pd=Pdq+Pdout
式中Pdq为器件内部电路的功耗,Pdout为输出功率的功耗。Pdq=Iq(Vs+|-Vs|),Pdout=Vs2/(4 RL),代入上式
Pd=Iq(Vs+|-Vs|)+Vs2/(4 RL)
=0.037×(18+18)+182/(4×4)
=21.6 W
式中,静态电流取37mA。
散热器热阻Rsa计算:Rsa ≤(Tj-Ta)/Pd-(Rjc+Rcs)
为留有余量,Tj设为125℃,Ta设为40℃,Rjc取最大值(Rjc=2.6℃/W),Rcs取0.2℃/W(PA02直接安装在散热器上,中间有导热油脂)。将上述数据代入公式得:
Rsa≤(125-40)/21.6-(2.6+0.2)≤1.135℃/W
HSO4在自然对流时热阻为0.95℃/W,可满足散热要求。