大功率IGBT散熱器水冷熱阻計算
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散熱器水冷熱阻計算模塊界面如圖4所示。
其中l(wèi)為散熱器的長度，單位是m；B為散熱器寬度，單位是米；L為散熱器厚度，單位是米；A為散熱器總有效散熱面積，單位是平方米；h為水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)，單位W／m2K；λ為水的導(dǎo)熱系數(shù)，單位是W／mK。計算結(jié)果為水冷散熱器熱阻值，單位是cm2K／W。這一模塊功能帶有演算的性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)在散熱器幾何尺寸，水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)，水的導(dǎo)熱系數(shù)確定的條件下，計算出該散熱器對應(yīng)的熱阻值。水冷散熱器熱阻曲線繪圖模塊如圖5，圖6所示。其參數(shù)意義同圖4。水冷散熱器曲線給出了散熱器總面積，水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)和熱阻間的定量關(guān)系。解決了兩個問題；對于給定有效散熱面積面積的散熱器，為實(shí)現(xiàn)特定的熱阻，需達(dá)到多大的水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)，即需多大的管徑的問題。對于特定的水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)，如何通過散熱器的散熱面積面積來控制熱阻的問題。
2．2 熱阻計算說明
下面用實(shí)例說明圖5，圖6熱阻曲線的制圖過程。在“1．3實(shí)例”中已經(jīng)計算出串聯(lián)A模型，B模型的總熱阻。首先，我們將水的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0．5 W／mk，L=0.005 m，ls=0．55 m，B=0．45m填入相應(yīng)空格內(nèi)。然后選擇曲線類型。不同水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)下，散熱器有效散熱面積與熱阻之間的關(guān)系如圖5所示。不同有效散熱面積下，水的強(qiáng)制對流換熱系數(shù)與熱阻之間的關(guān)系如圖6所示。在界面左下方還有“計算水冷熱阻”，點(diǎn)擊進(jìn)入熱阻計算界面，如圖所示。按要求填入各個參數(shù)值：λ=0．5 W／mK，L=0．005 m，ls=0．55 m，B=0.45 m，h=1 000W／m2K當(dāng)輸入面積為1．4118是算出熱阻值為92．502 801 066 337 cm2K／W，與上面公式計算模型A結(jié)果92．503 cm2K／W相吻合。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/192802.htm
3 結(jié)語
本文主要介紹了利用傳熱學(xué)基礎(chǔ)原理和公式推導(dǎo)的大功率半導(dǎo)體器件用散熱器水冷熱阻計算公式和為應(yīng)用方便開發(fā)的此公式的熱阻計算和熱阻曲線繪圖計算機(jī)軟件，經(jīng)實(shí)例計算和曲線的繪制，可用于水冷散熱器設(shè)計時參考。要注意的是本公式的精確性受到多重因素的影響，存在一定的誤差，且本文中所用的散熱器熱阻公式只適合水冷散熱器。
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