Menu
Sepet
PCB SİPARİŞİ

Soğutucu Hesaplama

Hesaplama araçları · Komponent seçimi

Soğutucu Hesaplama

Elektromall teknik ekibi

W
Örneğin lineer regülatörde (Vin − Vout) × I.
°C
Veri sayfasındaki Tj,max (genellikle 125 – 175 °C).
°C
°C/W
TO-220 ≈ 1 – 3, DPAK ≈ 2 – 5.
°C/W
Termal macun ≈ 0,2 – 0,5, silikon ped ≈ 0,5 – 1,5.
°C/W
TO-220 ≈ 50 – 62, SOT-23 ≈ 200 – 300, SOIC-8 ≈ 100 – 160.
°C/W
Soğutucusuz jonksiyon sıcaklığı
—
Durum
—
Gereken en büyük θSA
—
Soğutuculu jonksiyon sıcaklığı
—
Kullanılan formüller

Tj = Ta + P × (θJC + θCS + θSA)

θSA ≤ (Tj,max − Ta) / P − θJC − θCS

Kısa cevap Soğutucu ısıl direnci nasıl hesaplanır?

Gereken soğutucu ısıl direnci θ_SA = (T_j,max − T_a) / P − θ_JC − θ_CS formülüyle bulunur. T_j,max yarı iletkenin en yüksek jonksiyon sıcaklığı, T_a ortam sıcaklığı, P harcanan güç, θ_JC kılıfın ve θ_CS arayüzün ısıl direncidir. Seçilen soğutucunun θ_SA değeri hesaplanandan küçük olmalıdır.

Bir yarı iletkenin ne kadar ısındığını belirleyen şey, harcadığı güç ile ısının dışarı çıkış yolundaki ısıl dirençlerdir. Araç önce parçanın soğutucusuz çalışıp çalışamayacağını kontrol eder, sonra jonksiyon sıcaklığını sınırın altında tutmak için gereken soğutucu ısıl direncini (θSA) hesaplar. Seçtiğiniz bir soğutucunun değerini girerseniz jonksiyon sıcaklığının kaç dereceye çıkacağını gösterir.

Isıl direnç zinciri

Isı, jonksiyondan (silikon çip) kılıfa, kılıftan soğutucuya, soğutucudan havaya akar. Her geçişin bir ısıl direnci vardır (°C/W) ve bunlar seri dirençler gibi toplanır:

Tj = Ta + P × (θJC + θCS + θSA)

  • θJC: Jonksiyon–kılıf; veri sayfasında verilir, değiştiremezsiniz. TO-220 için tipik 1 – 3 °C/W.
  • θCS: Kılıf–soğutucu arayüzü. Termal macunla 0,2 – 0,5 °C/W; yalıtkan silikon pedle 0,5 – 1,5 °C/W.
  • θSA: Soğutucu–hava; soğutucu üreticisinin katalogunda verilir. Fan eklenmesi bu değeri 2 – 4 kat düşürür.
  • θJA: Soğutucusuz durumda jonksiyondan havaya toplam direnç. SMD kılıflarda bu değer kartın bakır alanına çok bağlıdır.

Çalışılmış örnek: 7805 regülatör

12 V giriş, 5 V çıkış, 0,5 A yük: P = (12 − 5) × 0,5 = 3,5 W. TO-220 kılıfta θJA ≈ 65 °C/W ile 40 °C ortamda jonksiyon 40 + 3,5 × 65 ≈ 267 °C olur; regülatör termal korumaya girer. θJC = 5, θCS = 0,5 ile gereken soğutucu: (125 − 40) / 3,5 − 5 − 0,5 ≈ 18,8 °C/W. Küçük bir alüminyum profil soğutucu yeterlidir. Güç kaybı bu kadar yüksekse anahtarlamalı bir regülatör hem ısı sorununu hem de verimi çözer.

SMD parçalarda "soğutucu" kart bakırıdır

DPAK, D2PAK, SOT-223 ve QFN gibi kılıflar ısıyı alt termal pad üzerinden karta verir. Pad'e bağlı geniş bakır alan, iki katmanı bağlayan çok sayıda termal via ve 2 oz bakır, θJA'yı yarıya kadar düşürebilir. Veri sayfasında θJA genellikle belirli bir bakır alanı için verilir; kendi kartınız farklıysa sonuç da farklı olur.

Sıkça sorulan sorular

Jonksiyon sıcaklığını ne kadar düşük tutmalıyım?

Veri sayfasındaki mutlak sınırın (genellikle 125 – 175 °C) en az 15 – 25 °C altında. Her 10 °C düşüş, yarı iletkenlerin beklenen ömrünü kabaca ikiye katlar.

Soğutucu elektriksel olarak yalıtılmalı mı?

TO-220 gibi kılıfların metal sekmesi genellikle bir pine (çoğu zaman drain veya çıkış) bağlıdır. Soğutucu şaseye bağlıysa mika veya silikon yalıtkan ped ve yalıtkan burç kullanılmalıdır.

Veri sayfasında θJA verilmemişse?

Aynı kılıftaki benzer parçaların değerleri iyi bir başlangıçtır; ancak ölçüm en güvenilir yoldur. Kılıf sıcaklığını termokupl veya termal kamerayla ölçüp θJC üzerinden jonksiyonu tahmin edebilirsiniz.

Direnç, kondansatör ve diğer komponentler için ürünlerimize göz atın.

Soğutucu ve Güç Komponentleri