無源電子元件的散熱能力分析

電子技術(shù)在飛速發(fā)展的同時，也對高效熱管理提出了更高的要求。適當(dāng)且有效的熱管理允許電子元件將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境，而不會超過最大允許溫度。

環(huán)境溫度、電路板布局等會影響電子元件的散熱。電子元件的幾何形狀在散熱方面也起著很重要的作用。 介紹，無論幾何形狀如何，電子元件的散熱都與傳導(dǎo)、對流和輻射等熱傳遞機(jī)制密切相關(guān)。但電子元件的散熱能力因每種傳熱機(jī)制而異，并且在大多數(shù)情況下，散熱是由元件的排列組合引起的。

在所有的散熱方法中，主要達(dá)到的目的是散熱快于產(chǎn)生的熱量。當(dāng)電子元件的發(fā)熱率大于散熱率時，器件或元件因自熱而損壞的可能性會更大。有效的熱管理技術(shù)可以提高電子元件的散熱能力，從而防止過熱和損壞。在下文中，我們將討論一些無源電子元件的散熱能力。

電子元器件的散熱能力

當(dāng)電子元件工作時，能量多數(shù)會以熱能的形式浪費掉。這種熱能會增加組件的溫度，產(chǎn)生的高溫會損壞設(shè)備。及時排除產(chǎn)生的熱量對于電子元件的壽命和可靠性是必要的。

英銳恩單片機(jī)工程師介紹，電子元件的散熱能力是指其中的熱傳遞過程。當(dāng)電子元件比周圍環(huán)境溫度高時，就會發(fā)生散熱。熱量從較高的溫度流向較低的溫度。所以，保持低溫環(huán)境對于電子元件的散熱非常重要。

我們知道，溫差是決定電子元件散熱能力的重要參數(shù)。隨著溫度的不同，傳熱方式也會發(fā)生變化。它可以是傳導(dǎo)、對流、輻射或它們的組合。電子元件中的散熱率也因這些過程中的每一個而不同。通過傳導(dǎo)散發(fā)的熱量將不同于自然對流的熱量。當(dāng)自然對流轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)制對流時，散熱率增加。此外，影響散熱的其他一些因素是設(shè)計或幾何形狀、環(huán)境特性、工作電流等。

下面，我們以電感器和電容器的散熱作分析。

1.電感器的散熱

開關(guān)電源的普及在電子系統(tǒng)中引入了許多電感器，也稱為電抗器或扼流圈。高功率密度的趨勢已經(jīng)減小了電路的整體尺寸，但隨著尺寸的減小，電感器的散熱變得非常重要。

介紹，電感器的散熱能力與其表面積直接相關(guān)。表面積越大，在短時間內(nèi)散發(fā)的熱量就越大。由于電感器由鐵芯和繞組組成，因此鐵芯和繞組的安裝方法和定位對散熱起著重要作用。例如，與E型電感器相比，環(huán)形電感器的繞組散熱更容易。在E型電感中，磁芯的散熱能力高于環(huán)形電感。對此，我們可以實施各種散熱方式，例如自然風(fēng)冷、液體冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷和相變冷卻，以提高電感器的散熱能力。

2.電容器的散熱

電容器也是常見的無源元件。電容器阻抗由電阻和電抗組成。當(dāng)電容器承受大量紋波電壓或電流時，電能會以熱量的形式在電容器的電阻元件中消散。產(chǎn)生的熱量會增加電容器的溫度并導(dǎo)致發(fā)熱。電容器的溫升取決于內(nèi)部發(fā)熱率和對外部環(huán)境的散熱率。

電容器的散熱能力取決于電容器表面的熱特性以及將電容器與其周圍環(huán)境隔開的電容器介質(zhì)的導(dǎo)熱性。引線、接線片和端子的耐熱能力也會影響電容器的散熱能力。需要注意的是，電容器的散熱應(yīng)使電容器溫度不會超過數(shù)據(jù)手冊中給出的最大額定值。

如果散熱的設(shè)計滿足最大允許溫升，則可以防止電容器性能劣化。電容器的散熱和紋波電流額定值是相關(guān)的。電容器的散熱能力限制了紋波電流額定值，因為在某些工作條件下溫升會超過額定值。通過使用熱管理，可以提高電容器的散熱能力，從而增加紋波電流額定值。