在實際應用中,散熱的措施有散熱器和風扇兩種方式或者二者的同時使用。散熱器通過和芯片表面的緊密接觸使芯片的熱量傳導到散熱器,散熱器通常是一塊帶有很多葉片的熱的良導體,它的充分擴展的表面使熱的輻射大大增加,同時流通的空氣也能帶走更大的熱能。風扇的使用也分為兩種形式,一種是直接安裝在散熱器表面,另一種是安裝在機箱和機架上,提高整個空間的空氣流速。與電路計算中最基本的歐姆定律類似,散熱的計算有一個最基本的公式:
溫差 = 熱阻 × 功耗
在使用散熱器的情況下,散熱器與周圍空氣之間的熱釋放的"阻力"稱為熱阻,散熱器與空氣之間"熱流"的大小用芯片的功耗來代表,這樣熱流由散熱器流向空氣時由于熱阻的存在,在散熱器和空氣之間就產(chǎn)生了一定的溫差,就像電流流過電阻會產(chǎn)生電壓降一樣。同樣,散熱器與芯片表面之間也會存在一定的熱阻。熱阻的單位為℃/W。選擇散熱器時,除了機械尺寸的考慮之外,最重要的參數(shù)就是散熱器的熱阻。熱阻越小,散熱器的散熱能力越強。下面舉一個電路設計中熱阻的計算的例子來說明:
設計要求: 芯片功耗: 20瓦
芯片表面不能超過的最高溫度: 85℃
環(huán)境溫度(最高): 55℃
計算所需散熱器的熱阻。
實際散熱器與芯片之間的熱阻很小,取01℃/W作為近似。則
(R + 0.1)× 20W = 85℃ - 55℃
得到 R = 1.4 ℃/W
只有當選擇的散熱器的熱阻小于1.4℃/W時才能保證芯片表面溫度不會超過85℃。
使用風扇能帶走散熱器表面大量的熱量,降低散熱器與空氣的溫差,使散熱器與空氣之間的熱阻減小。因此散熱器的熱阻參數(shù)通常用一張表來表示。如下例:
風速(英尺/秒) 熱阻(℃/W)
0 3.5
100 2.8
200 2.3
300 2.0
400 1.8
- 高速電路(24132)
- 散熱考慮(5608)
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