MOS的热阻计算

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MOS的热阻计算 

gmchen

这两个热阻的定义是不同的。

第一个是管芯PN结到管壳的热阻，是管芯与管壳之间的温差与功率的比值。

第二个是管芯PN结到环境的热阻，是管芯与外部环境之间的温差与功率的比值。由于管壳与外部环境（空气）之间的散热与外壳是否安装散热器、散热器与管壳之间的热接触情况、外部空气是否强制流动等因素有关，所以该说明书还特别注明：min. footprint。

gmchen

一个晶体管连接到一个散热器上后，其散热过程可以用以下公式来描述：Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)，

其中Tj是晶体管的结温，TA是散热器周围的空气温度，P是晶体管的耗散功率，Rjc是晶体管管芯到外壳的热阻，Rcs是晶体管外壳到散热器之间的接触层的热阻（如果中间有多层材料的话就是各层材料的热阻之和），Rsf是散热器到周围空气的热阻。

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gmchen 发表于 2020-11-23 19:44 一个晶体管连接到一个散热器上后，其散热过程可以用以下公式来描述：Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)， 其中Tj是晶 ...

除了TA  其他四个参数 有哪些是规格书已经提供出来的 

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gmchen 发表于 2020-11-23 19:44 一个晶体管连接到一个散热器上后，其散热过程可以用以下公式来描述：Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)， 其中Tj是晶 ...

你这个公式   我们最终是能得到功率和温升的关系是不？

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gmchen 发表于 2020-11-23 19:44 一个晶体管连接到一个散热器上后，其散热过程可以用以下公式来描述：Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)， 其中Tj是晶 ...

MOS管热传导的传输介质有些复杂  我看LDO的温升计算就很简单 

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gmchen 发表于 2020-11-23 19:44 一个晶体管连接到一个散热器上后，其散热过程可以用以下公式来描述：Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)， 其中Tj是晶 ...

Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)，---------------Tj在-55-150℃（用哪个值？），除了TA（环境温度）和 RthJC （就是Rjc？）是已知的，还有三个未知数啊。规格书也没有！另外公式怎么没用到RthJA*？ 我们最终的目的是要根据功耗算出温升

gmchen

QWE4562009 发表于 2020-11-26 09:53 Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)，---------------Tj在-55-150℃（用哪个值？），除了TA（环境温度）和 RthJC （就 ...

Tj用哪个值？规格书给出的150度是能够正常工作的上限，具体取值由使用者自行确定，只要不超过这个上限就行。

gmchen

QWE4562009 发表于 2020-11-26 09:53 Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)，---------------Tj在-55-150℃（用哪个值？），除了TA（环境温度）和 RthJC （就 ...

“除了TA（环境温度）和 RthJC （就是Rjc？）是已知的，还有三个未知数啊。”

这三个未知数是设计者要确定的。

Tj前面已经说过了，通常就按照最高允许结温或略低于最高结温计算。

Rcs是外壳到散热器之间的接触层的热阻，与是否使用绝缘垫片、是否涂有导热硅脂以及安装的松紧程度等因素有关。普通大功率晶体管与散热器在接触良好（不用绝缘垫片，涂有导热硅脂）时的接触热阻大约为0.5ºC/W（这是一个经验值，不同的应用可能有较大的不同，还与固定螺丝的紧固程度有关，仅供参考，最好通过实验确定）。

采用绝缘垫片时，接触热阻与绝缘垫片的厚度成正比、与垫片的面积成反比、与垫片材料的导热系数成反比，导热系数应该查绝缘垫片的规格书得到。

gmchen

Rsf是散热器到空气的热阻。此热阻与散热器的表面积、散热片厚度、安装方式、以及是否有用风扇强制通风等条件有关。正规散热器生产厂商的说明书中有每种散热器的参考数据。

在一些参考资料中，也有一些经验数据，例如一个铝散热片热阻估计公式（没有用风扇的条件下）是Rsf=(1600~2000)/S，其中S是散热器的总表面积（平方厘米），前面的系数有一个很大的范围，与安装方式与散热片的宽厚比有关：散热器翅片垂直安装的系数取小值，水平安放的系数取大值；散热片宽厚比（散热片最远端到管壳的距离除以翅片厚度）在30~70之间时适用上述系数，30时系数取小值，70时取大值。注意当宽厚比超过70后，超过部分的面积几乎没有散热作用。

gmchen

总结一下，这个公式的所有未知数中，晶体管规格书给出的是最高允许结温、结到外壳的热阻。其余的参数中，TA与P显然是设计者确定的。另外两个热阻不是晶体管的参数，所以晶体管规格书中当然不会给出其值，它们应当去查散热器与绝缘垫片的规格书。

gmchen

QWE4562009 发表于 2020-11-26 09:53 Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)，---------------Tj在-55-150℃（用哪个值？），除了TA（环境温度）和 RthJC （就 ...

“公式怎么没用到RthJA*？”

这个热阻是晶体管没有采用散热器、直接利用管壳向空气散热时的热阻。没有哪个设计者这么干的！除非不计成本用一个大功率管干小功率的活。

gmchen

另外，楼主给出的器件是TO263封装，通常这种封装是直接焊接在印制板上利用大面积敷铜作为散热器的，此时那个公式中的接触热阻Rcs很低，基本可忽略。敷铜的印制板就是散热器，但是其热阻要比铝散热器高得多。

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gmchen 发表于 2020-11-26 17:47 另外，楼主给出的器件是TO263封装，通常这种封装是直接焊接在印制板上利用大面积敷铜作为散热器的，此时那 ...

非常感谢陈总的回复。具体怎么计算，给个公式啊，直接拿来找规格书参数套进去就可以用了 

gmchen

QWE4562009 发表于 2020-11-30 11:00 非常感谢陈总的回复。具体怎么计算，给个公式啊，直接拿来找规格书参数套进去就可以用了 

公式在3楼已经给了。其中管芯到管壳的热阻是0.49度/瓦，如果直接焊在印板上，那么管壳到印板的热阻很小，可以假设为接近0，剩下的就是印板到空气的热阻，与覆铜面积、铜箔厚度等因素有关，应该去问印制板生产厂。

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gmchen 发表于 2020-11-23 19:44 一个晶体管连接到一个散热器上后，其散热过程可以用以下公式来描述：Tj-TA=P(Rjc+Rcs+Rsf)， 其中Tj是晶 ...

Tj（-55-150℃）＜P(Rjc+Rcs+Rsf)+Ta   就可以是吗！

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gmchen 发表于 2020-11-26 17:22 Rsf是散热器到空气的热阻。此热阻与散热器的表面积、散热片厚度、安装方式、以及是否有用风扇强制通风等条 ...

Rcs+Rsf有没有具体的计算公司啊  

gmchen

QWE4562009 发表于 2020-12-2 13:50 Tj（-55-150℃）＜P(Rjc+Rcs+Rsf)+Ta   就可以是吗！

不是。应该是 Tj=P(Rjc+Rcs+Rsf)+Ta ，计算得到的Tj小于最高允许结温。

gmchen

QWE4562009 发表于 2020-12-2 14:21 Rcs+Rsf有没有具体的计算公司啊  

没有统一的公式。各种资料上有不同的公式，很多是经验公式。

如果能找到散热器生产商提供的数据，那是最好的。

还有一个办法就是自己测试。

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gmchen 发表于 2020-12-2 20:35 不是。应该是 Tj=P(Rjc+Rcs+Rsf)+Ta ，计算得到的Tj小于最高允许结温。

搞反了