您好,歡迎來電子發(fā)燒友網(wǎng)! ,新用戶?[免費(fèi)注冊(cè)]

您的位置:電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子元器件>集成電路>

熱分析探討

2009年11月21日 14:07 www.ttokpm.com 作者:佚名 用戶評(píng)論(0
關(guān)鍵字:

熱分析探討

首先提一下熱分析的概念哈,我們可以用各種手段完成,包括仿真軟件,手算,實(shí)際測(cè)試等等,器件發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致很多問題:
1.半導(dǎo)體損耗 : 通常,急劇上升的溫度可能容易導(dǎo)致超過器件使用范圍。
2.過大溫差引起的機(jī)械應(yīng)力:導(dǎo)致脆弱的結(jié)構(gòu)部分受力過大(焊點(diǎn)),和早期失效。????
3.壽命降低 : 隨著每10 °C溫度的升高,機(jī)械失效的概率將成倍增加。

我們一定要把下面這個(gè)圖搞搞清楚,我們一般可以很多器件都會(huì)標(biāo)明junction溫度,這個(gè)實(shí)際上是器件的極限溫度,如果我們把器件設(shè)計(jì)在這個(gè)溫度下長期工作,我想這樣的設(shè)計(jì)會(huì)讓人崩潰的。
呵呵,我們一般都會(huì)加一個(gè)余量,這個(gè)余量根據(jù)我們認(rèn)知的不同可大可小,一般呢根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取20%~40%不等。
點(diǎn)擊看大圖

由于歷史原因,對(duì)分立器件的“結(jié)溫”實(shí)質(zhì)上是PN交界處結(jié)溫度(整流二極管,雙極晶體管),普遍的來說,元器件的結(jié)溫指的是在設(shè)備最熱的地方(硅片)。
點(diǎn)擊看大圖

結(jié)溫受以下幾個(gè)方面的影響:
元器件本身的功耗,元器件所處的環(huán)境溫度,元器件的“應(yīng)用”環(huán)境,元器件的封裝。

發(fā)生傳熱的途徑一般通過三種途徑:1.傳導(dǎo) 2.輻射 3.對(duì)流
傳導(dǎo)是通過材料的傳熱,從最熱的地方傳向最冷的地方。類似于電流傳導(dǎo),可以采用(熱)歐姆定律來表述:
點(diǎn)擊看大圖
常用的傳導(dǎo)材料的參數(shù)

★在實(shí)踐中,通過空氣傳導(dǎo)散熱可以忽略不計(jì)(比較Rw數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他材料)。
★元件的散熱片上安裝的'接觸'電阻是非常重要的(特別當(dāng)設(shè)備必須與散熱片隔離的時(shí)候)。

輻射:輻射熱是通過電磁波,取決于表面處理和表面的溫度情況(輻射系數(shù))。

表面輻射系數(shù):


★輻射由于缺乏輻射系數(shù)的信息而顯得計(jì)算復(fù)雜,一般系數(shù)介于0.03和1,實(shí)際需要通過測(cè)量才能確定確切的數(shù)字。
★在非常高的表面溫度的輻射對(duì)于傳熱的貢獻(xiàn)急劇增加,但在更多實(shí)際情況中,一般之只能處理5%(拋光面)到40%(黑面)的熱量。
★如果輻射能量通過相鄰的物體表面反射,輻射的效果將會(huì)減少,這所謂的'屏蔽效應(yīng)'(彎曲的散熱片的邊緣)

熱對(duì)流
熱對(duì)流是通過沿散熱片表面流動(dòng)的空氣中散發(fā)熱量,不同的表面處理,實(shí)際中熱對(duì)流散發(fā)60%至90%的熱量。
點(diǎn)擊看大圖
實(shí)際計(jì)算過程中,熱對(duì)流是相當(dāng)麻煩的:
★溫度依賴性
表面溫度越高,對(duì)流會(huì)加大。(溫度上身35℃,對(duì)流增加約5%)。
★表面'接觸'的長度和方向。
上升的熱空氣造成的空氣在垂直面上最動(dòng)蕩,正方形為最好方案。同樣表面積的正方形散熱片比矩形的2對(duì)流增加約15%)
★橫向氣流下沉
橫向散熱片沿頂部表面的氣流并不是有限的,效果是與垂直的散熱片相若。表面朝下氣流'屏蔽'的散熱片,從而降低了約50%的效果。水平散熱片對(duì)流散熱效果約為縱向散熱片的75%。
★'屏蔽效應(yīng)'
如果熱表面距離太近,空氣流動(dòng)的干擾(動(dòng)蕩),再次降低了冷卻效果。如果表面間隔為10-15毫米外,其效果就影響不大了。

綜合上述效應(yīng):

在良好的布局,熱空氣是遠(yuǎn)離熱點(diǎn),新鮮的空氣通過印刷電路板降低散熱。
印刷電路板板上為了提高氣體流動(dòng)所開的孔的效果,很大程度上取決于實(shí)際產(chǎn)品的氣流狀況。

非常好我支持^.^

(0) 0%

不好我反對(duì)

(0) 0%

( 發(fā)表人:admin )

      發(fā)表評(píng)論

      用戶評(píng)論
      評(píng)價(jià):好評(píng)中評(píng)差評(píng)

      發(fā)表評(píng)論,獲取積分! 請(qǐng)遵守相關(guān)規(guī)定!

      ?