功率電阻的散熱設計
發布時間:2020-10-19 來源:楊寶平 責任編輯:wenwei
【導讀】TO/SOT封裝的功率電阻已經被廣泛的使用於汽車電子,新能源,電力等場合。相比較傳統的線繞電阻,TO/SOT封裝的電阻具有小體積和無感的特性。大部分TO/SOT封裝的電阻都采用厚膜電阻技術,使用厚膜電阻技術可以做到很高的功率,但是溫飄和穩定性一般。
為提供更高性能產品,開步電子推出的一種基於薄膜技術的電阻,該電阻采用TO/SOT封(feng)裝(zhuang),根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)功(gong)率(lv)采(cai)用(yong)氧(yang)化(hua)鋁(lv)或(huo)氮(dan)化(hua)鋁(lv)基(ji)板(ban),改(gai)良(liang)了(le)溫(wen)飄(piao)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing),同(tong)時(shi)也(ye)在(zai)脈(mai)衝(chong)能(neng)力(li)和(he)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)方(fang)麵(mian)較(jiao)厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)有(you)一(yi)定(ding)提(ti)高(gao)。無(wu)論(lun)是(shi)厚(hou)膜(mo)技(ji)術(shu)還(hai)是(shi)薄(bo)膜(mo)技(ji)術(shu)的(de),在(zai)連(lian)續(xu)高(gao)功(gong)率(lv)下(xia)運(yun)行(xing)時(shi)一(yi)定(ding)要(yao)配(pei)合(he)合(he)適(shi)的(de)散(san)熱(re)器(qi),90%以上的的故障均源自散熱器適配問題。下文就開步電子生產的50W額定功率,TO220封裝電阻的散熱器適配問題進行討論。

1. 直流工作條件下散熱器的選擇
在直流和低頻交流工作條件下,電阻的額定功率如圖 1降功耗曲線所示。如一個額定功率為50W的TO-220 封裝的電阻,當法蘭溫度達到130℃時,功率降至 10W。若此刻電阻和散熱器所處的環境溫度為50℃, 散熱器熱阻計算如下:
Rt =(130 − 50)/10 = 8.0 (K /W )

我們為該電阻選配了如圖2所示的平板散熱器,尺寸為54×50×15mm,熱阻為6.58K/W。
我們計算出在實際功率為10W時的法蘭溫度Tf: Tf = (6.58 ×10)+50 Tf = 115.8 ℃

2. 金屬板散熱器
若金屬板散熱器垂直安裝在電路板上,如圖6所示,我 們從圖3的圖表中可以得出7K/W熱阻對應的金屬板麵 積為10000mm²。


3. 可直接貼裝在電路板上
TO-220封裝電阻可直接貼裝在電路板上,如圖4所示。電阻通過電路板散熱。熱阻預測值見圖5。請注意,其他元件和焊點也會受熱。


4. 單獨安裝
如圖7所示,當電阻不帶散熱器獨立安裝在電路板上, 熱量通過電阻表麵散出。在額定功率為1W時,此時熱阻預計為58K/W。

5. 典型安裝
請參見圖8、圖9。


注: 通過上述公式,我們可計算出功率上限或允許的最高溫度。在實際設計中,還需考慮其他安全因素和降功耗使用。
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