关于散热片面积的计算问题

辛昕

关于散热片面积的计算问题 [复制链接]

MC34063的电路，基本上确定了一些必要的参数，比如开关频率，和输出电流等等，可以开始做了。

在选中功率三极管的时候，想起了关于散热片的问题。

 

     在功率散热器件的PDF中给出的耗散功率一般是加装了散热片的数值。但是，关于散热片的面积具体是多少，一直是个模模糊糊的问题，所以特别发帖请教一下。

     电路的设计数值如下：

 

     这个MC34063的升压电路，输出27V，输入10到12V之间，最大输出流预设在100mA.

所以，算了一下，最大功率大致在2.7W。

     我翻了一下附近小店卖的所有功率三极管，发现它们的Ta=25度时，也就是不加散热片，最大功耗都在2W左右。

     而Tc=25度，则可以去到几十W到100多W不等。

 

看了一下它的耗散功率跟温度的关系。

以TIP41C为例，它的最大功耗在65W。（肯定是要加散热片。）

然后一直到150度封底，“零”功耗。

 

按照我的猜想——我曾用过TIP41做过一个0.4W的小功放（但电路总功耗去到5、6W）。当时我多次小心翼翼地摸散热片的温度，个人感觉还是挺热的。（不好说是不是真的很热，因为我很怕功率电路，有点神经质。）

所以，如果按照比较极限的推断，我算它100度左右，看图，这个时候最大耗散功率在接近30W的水平。

 

即便到了125度，也有15W左右。这个也是够的。

但是，不太清楚这条曲线是在加了多大的散热片的情况下的数据。

 

记得那时候，草草翻了一本图书馆里很老的数据手册，按它的说法，这条曲线应该是散热片面积在无限大还是10cm×10cm的情况下。

而我想尽可能减少散热片的安装尺寸。

还有一个记忆是当时记得，当散热片面积下到5×5的时候（这跟我手头有的尺寸接近，也比较小），那条散热曲线大概下降到了原来的四分之一，也就是说，前面我的数值要分别降到7.5W和3.75W。

 

而我手边有的和能买到的散热器有两种：

一种是1.2×2×1的 色纯铝 的黑色散热片，它的表面积很大。

另一种是稍大点的银白色的，还有个型号 GF001---40针散热片，查了查百度，没啥结果。

这个的尺寸大致是 4×3×1.5

也是有不少增加表面积的散热页，不过这个不同于上面那个，它的散热页集中在两端。

 

关于散热片的面积的计算或者经验推荐的信息，刚才查了查，好像都没啥结果，所以发帖请教请教。

安_然

同问。

leang521

很早之前我发过一篇电路热计算，忘记丢哪里了。几本上是这样，你就按照电路的方式来估算，一个是热阻，一个是功率，一个是温度，热阻就相当于电阻，功率就相当于电流，散热片温度相当于内部电压，散热片外部温度相当于外部电压，内部电压就等于电流乘上电阻加上外部电压。也就是功率乘上温升加上外部温度等于散热片温度。
一般来说有涂层的散热片热阻都小于没有涂层的，也就是说你那个黑色的要好于白色的，为什么。呃。我也不知道
一般买散热片的时候都要询问你多大功率，一般都是问的你的热功率，这和你上面说的有误差，比如MC34063热功率只有1.25W，温升100°C/W，而工作温度最高125°C，加入你的环境温度25°C，加上温升乘以功率为150°C，就超了，但超的不多，一般铺铜就能把热阻降下来。

辛昕

你说的这个东西，我在坛子里搜索的时候看到过一篇，不知道是不是你发的，我就是在找有没一些比较简单，经验性地规律，先用着先。

辛昕

不过你说的这个比较通俗，比较好理解。比起我看那篇，那篇连芯片的功率公式都出来了，很是复杂。

到处看看

这个MC34063的升压电路，输出27V，输入10到12V之间，最大输出流预设在100mA.
所以，算了一下，最大功率大致在2.7W。

你的算法有点问题？实际上用34063升压一般都能达到80%以上的效率！34063的实际功耗肯定小于20%，不用外接三极管扩展完全没有问题！！不能把总功率都计算到变换电路上！？真要是那样的话，效率就没有了？？仅供参考

辛昕

这，这，这啥意思啊？
我的意思是这样的。
我需要输出27V，需要输出100毫安，那实际功率就是2.7W吧。
如果效率在80%的话，那情形不是更糟糕，最终功耗更大于2.7W。
然后，34063最多承受1W的功率，不加扩展，这不死定了。

不过，有个问题我突然想问：
你所说的不能把总功率算到变换电路上，是不是，有的功率耗散在电感上了？

因为除了电感和芯片，我实在想不到功耗还能分散到谁身上（不用扩展三极管的话。）
:L 发现我问题好多啊～～虽然我已经决定放弃升压方案，但我还是想弄清楚这个问题。

到处看看

那个2.7W是输出功率，按效率80%计算，有20%损耗在变换电路中了！输入功率2.7W/0.8=3.375W，3.375-2.7=0.675W这是34063的功耗！！小于它的1W功耗！！如果用64063计算软件，当超出它的功耗时，会有提示框提示！！按照你目前的条件计算，输出电路在200mA是没有问题的！

[ 本帖最后由 到处看看 于 2010-10-28 15:09 编辑 ]

仙猫

　到处看看说的是对的，说某电源的“效率为80%” ，意味着用电器只领到总功率的80%，剩下的20%被转换电路贪污吃掉了。就算这些损失全部变成热能，其发热量满打满算也只是总功率的20%。

辛昕

OMG，这才是事实的真相。
居然在我决定了放弃用34063的时候出场:(

辛昕

我昨晚找了一些关于散热设计的资料来看。
基本理解了热阻和功率以及结温这些概念。

但是有一个问题我一直想不太懂。比如说，那本书的说法是，给IC加装散热片，就是相当于把热阻降低。可是，它却又说，加装散热片后计算热阻的方法是把它们加起来。
这样我就想不懂了，比如说，热阻等于100度/W，那热阻不是越加越大吗？
还是说，热阻的单位不是 度/W，而是反过来，W/度？

在你的帖子里，你提到了热阻，然后却用“温升”表示 单位是 度/W 的物理量。
我刚才看那些PDF，也发现有不少资料里都用 W/度 的数据来说明这个问题。

最后还有一个关于散热片的问题，你说，买散热片都是问功率，是热功率。
我从你列的公式里，猜测，这个 热功率的意义是指 用它乘以“温升”，就会得到散热片表面的最大温度。
那么，一般说来，这个热功率是用多高的最大温度表征的？

leang521

温升就是热阻和电阻一个感念，加个散热片就相当于并个电阻，你说的是热阻的倒数，也叫导热系数，就相当于电流，并个散热片就相当于电流增加了呗。这样说能理解了吧。
也就是说比如一个器件1W/°C，散热片10W/°C，加起来就是11W/°C.
不过他说的加个散热片等于导热系数相加，这个并不一定，因为散热片和芯片热传导还有速率呢，所以小于二者之和，

辛昕

额，也就说，加的是其倒数，再求道，，那就相当于 度/W 这个量 并联了。

leang521

是这样的，不过仅凭这些还不能保证系统的热设计。