電子電路基礎(chǔ)知識(shí)-熱阻

從電子流動(dòng)的方向出發(fā)，阻礙電子流動(dòng)的參數(shù)為電阻，在高頻領(lǐng)域稱為阻抗，在實(shí)際電路中，電路工作過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量功耗，所有的功耗均需要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，其中，熱能是需要考慮的重要的一點(diǎn)，從熱流動(dòng)的方向出發(fā)，阻礙熱量流動(dòng)的參數(shù)即為熱阻。

理想的元器件均不會(huì)考慮熱的影響，但實(shí)際元器件全部離不開(kāi)熱的影響，從電阻到電容到芯片，所有的電子元器件都會(huì)有溫度影響的參數(shù)曲線，實(shí)際應(yīng)用中，熱阻的理解類似于電阻。

對(duì)于實(shí)際元器件，受加工工藝和應(yīng)用的影響，器件引腳和器件封裝只是一個(gè)外部體現(xiàn)，從熱方面考慮，真正需要考慮的是器件的結(jié)溫，結(jié)溫計(jì)算如下：

Tj：結(jié)(Junction)溫度；

P：器件功耗；

Rt：熱阻；

Ta：環(huán)境(Ambient)溫度。

顯然，熱阻Rt越大，結(jié)溫越高，熱阻的單位為1℃/W，代表器件1W功耗會(huì)導(dǎo)致器件結(jié)溫升高1℃。

熱阻的計(jì)算可類似于電阻，當(dāng)不存在任何外部散熱時(shí)，管芯到管殼再到使用環(huán)境，均存在熱阻：

Rjc：Junction to Case，管芯到管殼之間的熱阻；

Rca：Case to Ambient，管殼到環(huán)境之間的熱阻。

當(dāng)使用大功率器件時(shí)，往往會(huì)增加散熱器方便散熱，當(dāng)增加散熱器時(shí)，會(huì)增加兩個(gè)熱阻參數(shù)：

Rcs：Case to Heat Sink；

Rsa：Heat Sink to Ambient；

從而熱阻參數(shù)變成如下：

由于散熱器的熱阻小，所以Rcs+Rsa << Rca，且散熱器的增加通常需要導(dǎo)熱硅脂進(jìn)行粘合，導(dǎo)熱硅脂的熱阻極低，所以Rcs≈0，增加散熱器后，熱阻模型簡(jiǎn)化如下：

最終的熱阻為：

另外，有一點(diǎn)需要注意，有許多帶散熱焊盤(pán)的芯片封裝，如TO220和TO-03等，許多人在應(yīng)用時(shí)懸空使用，如果懸空使用散熱金屬片，實(shí)際封裝自帶的散熱金屬片熱阻非常大，不配合散熱片使用的情況下對(duì)散熱起不到多大的作用。