热阻和散热的基础知识:对流中的热阻

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继上一篇文章“传导中的热阻”之后,本文将介绍“对流”中的热阻。我们首先会对对流进行介绍,之后会对对流热阻的公式进行讲解。
 
什么是对流?
对流有几种类型,先来了解一下术语及其定义。另外,下面还给出了对流示意图。
 
流体 气体和液体等流动的物质
对流
通过接收到热量的流体的移动来传递热量的换热现象
※在没有流体的状态(真空)下,无法预期对流引起的热传递
自然对流 仅由流体的温差产生的浮力驱动的流体运动
强制对流

由风扇和泵体等外力驱动的流体运动

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对流中的热阻
下面是表示对流热阻的公式。
 
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对流中的热阻是对流传热系数hm与发热物体的表面积A乘积的倒数。从公式中可以看出,对流换热热阻随着物体表面积的增加而减小。
 
对流传热系数hm因对流类型而异。上面还分别给出了自然对流和强制对流(层流和湍流)的hm。
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SPICE模拟器和SPICE模型

本文将介绍基于Spice的模拟器和SPICE模型的下载地址。还是实际试用一下更容易理解。由于这些软件在通用的PC和OS条件下即可运行,所以请先尝试使用一下。

何谓SPICE

近年来,利用软件进行仿真的技术已经在电子电路的设计和评估中得到广泛应用。这其中也是有诸多原因的。例如,随着运行和信号的高速化,加之电子元器件的小型化和表面贴装趋势等,以往使用面包板的评估方式已经越来越不现实。然而,能够简便且迅速地确认运行情况和特性、能够以几乎最佳的条件进入实际评估、能够减少试制次数等开发成本和周期,是比什么都重要的关键所在。为了应对这种情况并满足这类需求,电子元器件制造商们纷纷提供仿真用的元器件数据,并推出很多被称为“模拟器”的仿真软件。

表面温度测量:热电偶 的固定方法

・将热电偶的测量端(连接端)固定到IC等封装上的方法有两种:①使用聚酰亚胺(PI)胶带等;②使用环氧树脂粘结剂。 ・JEDEC推荐使用环氧树脂粘结剂的方法。 ・除了热电偶测量端的固定方法外,导线的处理也会影响到测量结果,因此应沿着发热源敷设导线。

表面温度测量:热电偶的种类

・在测量已安装的半导体元器件的表面温度时,通常多使用热电偶。 ・在本文中使用一等标准K型热电偶和AWG38导线。

热阻数据:估算TJ时涉及到的θJA和ΨJT -其2-

正如上一篇中介绍过的,由于ΨJT是一个表示相对于器件整体的功耗的、结点与封装顶面中心之间的温度差的热特性参数,因此可以用来推算实机中实机工作状态下的TJ。然而,有一些实际工作条件会影响θJA和ΨJT,并会影响它们在TJ估算过程中的有效性。下面举几个例子来探讨它们各自的特性和有效性。