散熱片計(jì)算方法

1、征熱傳導(dǎo)過(guò)程的物理量在圖3的導(dǎo)熱模型中，達(dá)到熱平衡后，熱傳導(dǎo)遵循傅立葉傳熱定律芯片導(dǎo)芯tt何歆覽器：廣兒辱熱村斡 jdQ=KA(T1-T2)/L式中:Q為傳導(dǎo)熱量(W);K為導(dǎo)熱系數(shù)(W/m C);A為傳熱面積(m2);L為導(dǎo)熱長(zhǎng)度(m).(T1-T2)為溫度差熱阻R表示單位面積、單位厚度的材料阻止熱量流動(dòng)的能力，表示為：R= (T1-T2)/Q = L/K A (2)對(duì)于單一均質(zhì)材料，材料的熱阻與材料的厚度成正比；對(duì)于非單一材料，總的趨勢(shì)是材料的|熱阻隨材料的厚度增加而 增大，但不是純粹的線形關(guān)系.對(duì)于界面材料，用特定裝配條件下的 熱阻抗來(lái)表征界面材料導(dǎo)熱性能的好壞更合適，熱阻抗定義為其導(dǎo)熱

2、|面積與接觸表面間的接觸 熱阻的乘積，表示如下：Z = (T1-T2)/(Q/A) = RA (3)表面平整度、緊固壓力、材料厚度和壓縮模量將對(duì)接觸熱阻產(chǎn)生影響，而這些因素又與實(shí)際應(yīng)用條件有關(guān)，所以界面材料的熱阻抗也將取決于實(shí)際裝配條件.導(dǎo)熱系數(shù)指物體在單位長(zhǎng)度上產(chǎn)生1C的溫度差時(shí)所需要的熱功率，是衡量固體熱傳導(dǎo)效率的固有參數(shù)，與材料的外在形態(tài)和熱傳導(dǎo)過(guò)程無(wú)關(guān)，而熱阻和熱阻抗是衡量過(guò)程傳熱能力的物理量.芯片工作溫度的計(jì)算如圖4的熱傳導(dǎo)過(guò)程中，總熱阻R為:R=R1+R2+R3(4)式中:R1為芯片的熱阻;R2為導(dǎo)熱材料的 熱阻;R3為散熱器的熱阻.導(dǎo)熱材料的熱阻R2為:R2= Z/A(5)式中:

3、Z為導(dǎo)熱材料的 熱阻抗，A為傳熱面積.芯片的工作溫度T2為:T2 = T1+PXR(6)式中:T1為空氣溫度;P為芯片的發(fā)熱功率;R為熱傳導(dǎo)過(guò)程的總|熱阻.芯片的熱阻和功率可以從芯片和散熱器的技術(shù) 規(guī)格中獲得，散熱器的熱阻可以從散熱器的技術(shù)規(guī)格中得到，從而可以計(jì)算出芯片的工作溫度T2.實(shí)例下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)計(jì)算芯片的工作溫度.芯片的熱阻為1.75 C /W,功率為5W,最高工作溫度為90 C，散熱器熱阻為1.5 C/W,導(dǎo)熱材料的熱阻抗Z為5.8 C cm2/W,導(dǎo)熱材料的傳熱 面積為5cm2,周圍環(huán)境溫度為50 C .導(dǎo)熱材料理論 熱 阻R4為：R4= Z/A = 5.8 ( C cm2/W

4、)/5(cm2)=1.16 C /W由于導(dǎo)熱材料同芯片和散熱器之間不可能達(dá)到100%的結(jié)合,會(huì)存在一些空氣間隙，因此導(dǎo)熱材料的實(shí)際|熱阻要大于理論熱阻.假定導(dǎo)熱材料同芯片和散熱器之間的結(jié)合面積為總面積的60%,則實(shí)際熱阻R3為：R3= R4/60% = 1.93 C /W (8)總熱阻R為：R=R1+R2+R3=5.18 C /W (9)芯片的工作溫度T2為：T2 = T1+PXR= 50 C +(5WX5.18 C /W) = 75.9 C(10)可見(jiàn),芯片的實(shí)際工作溫度75.9 C小于芯片的最高工作溫度 90 C，處于安全工作狀態(tài)如果芯片的實(shí)際工作溫度大于最高工作溫度，那就需要重新選擇散熱性能更好的散熱器