散熱器選型,散熱面積理論計算及風(fēng)扇選擇

1、散熱器選型，散熱面積理論計算及風(fēng)扇選擇。散熱器選擇的計算方法一，各熱參數(shù)定義：Rja總熱阻，C/W；Rjc器件的內(nèi)熱阻，C/W；Rcs器件與散熱器界面間的界面熱阻，C/W；Rsa散熱器熱阻，C/W；Tj 發(fā)熱源器件內(nèi)結(jié)溫度，C；Tc發(fā)熱源器件表面殼溫度，C；Ts散熱器溫度，C；Ta環(huán)境溫度，C；Pc器件使用功率，W；ATsa 散熱器溫升，C；二，散熱器選擇：Rsa =(Tj-Ta) / Pc - Rjc -Rcs式中：Rsa (散熱器熱阻)是選擇散熱器的主要依據(jù)。Tj和Rjc是發(fā)熱源器件提供的參數(shù)，Pc是設(shè)計要求的參數(shù)，Rcs可從熱設(shè)計專業(yè)書籍中查表，或采用Rcs=截面接觸材料厚度/ (接觸面

2、積X接觸材料導(dǎo) 熱系數(shù))。計算總熱阻 Rja： Rja= (Tjmax-Ta) / Pc計算散熱器熱阻Rsa或溫升ATsa： Rsa = Rja-Rtj-RtcATsa=RsaxPc確定散熱器按照散熱器的工作條件(自然冷卻或強(qiáng)迫風(fēng)冷)，根據(jù)Rsa或ATsa和Pc選擇散熱器， 查所選散熱器的散熱曲線(Rsa曲線或ATsa線)，曲線上查出的值小于計算值時，就找到 了合適的熱阻散熱器及其對應(yīng)的風(fēng)速，根據(jù)風(fēng)速流經(jīng)散熱器截面核算流量及根據(jù)散熱器流阻 曲線上風(fēng)速對應(yīng)的阻力壓降，選擇滿足流量和壓力工作點(diǎn)的風(fēng)扇。u熱阻.散熱器熱阻曲線三，散熱器尺寸設(shè)計：對于散熱器，當(dāng)無法找到熱阻曲線或溫升曲線時，可以按以下方

3、法確定：按上述公式求出散熱器溫升ATsa，然后計算散熱器的綜合換熱系數(shù)a：a=7.2w1w2w3W (Tf-Ta) / 20式中：W1 描寫散熱器L/b對a的影響，(L為散熱器的長度，b為兩肋片的間距)；W2 描寫散熱器h/b對a的影響，(h為散熱器肋片的高度)；唯3 描寫散熱器寬度尺寸W增加時對a的影響；W (Tf-Ta) / 20描寫散熱器表面最高溫度對周圍環(huán)境的溫升對a的影響；以上參數(shù)可以查表得到。計算兩肋片間的表面所散的功率q0q0 =aATfax (2h+b) xL根據(jù)單面帶肋或雙面帶肋散熱器的肋片數(shù)n,計算散熱功率Pc單面肋片：Pc=nq0雙面肋片：Pc=2nq0(單面肋，簡單的說

4、，就是一邊帶肋，一邊是一個平面。利于在特定場合下的裝配，例如在 電源模塊上。)若Pc Pc時則能滿足要求。四，估算散熱器表面積：由Q=HA (T1-T2)結(jié)合修正系數(shù)推得:S = 0.86W/(AT*a)(平方米)式中T一散熱器溫度與周圍環(huán)境溫度(Ta)之差(C)；a (h) 換熱系數(shù)，是由空氣的物理性質(zhì)及空氣流速決定的。a的值可以表示為：a= Nu*入/L式中入一熱電導(dǎo)率由空氣的物理性質(zhì)決定；L散熱器高度；Nu空氣流速系數(shù)。Nu值由下式?jīng)Q定Nu = 0.664* (V/V1)A(1/2)*PrA(1/3)式中V動黏性系數(shù)，是空氣的物理性質(zhì)；V1散熱器表面的空氣流速；Pr參數(shù)(見下表)。溫度t

5、/C動黏性系數(shù)熱電導(dǎo)率Pr00.1380.02070.72200.1560.02210.71400.1750.02340.71600.1960.02470.71800.2170.02600.701000.2300.02720.701200.2620.02850.70五，計算阻力壓降:計算流經(jīng)散熱器阻力壓降：在算出換熱系數(shù)h (a)之后，根據(jù)預(yù)選的散熱器表面的空氣流速V,計算流經(jīng)散熱器的空 氣阻力壓降：P=f*(L/D)*(1/2)*(pV2)式中：AP沿程壓力損失，Pa；V空氣平均流速，m/s；f 沿程阻力系數(shù)；p 空氣密度，kg/m3；L沿程長度，m；D當(dāng)量直徑，m(D=4散熱器截面面積/截面周長)。六，計算流量：計算流經(jīng)散熱器流量Q=AV式中Q-流量A-風(fēng)量流經(jīng)散熱器截面積V-風(fēng)量流經(jīng)散熱器風(fēng)速七，風(fēng)扇選擇：根據(jù)計算獲得的Q和P，選擇風(fēng)扇PQ曲線內(nèi)包含Q與信點(diǎn)即可。風(fēng)扇PQ曲線1、11、III三條