基于FPGA+DSP架構的高速通信接口設計與實(shí)現

④散熱器熱阻抗θf(wàn)

散熱器熱阻抗θf(wàn)與散熱器的表面積、表面處理方式、散熱器表面空氣的風(fēng)速、散熱器與周?chē)臏囟炔钣嘘P(guān)。因此一般都會(huì )設法增強散熱器的散熱效果，主要的方法有增加散熱器的表面積、設計合理的散熱風(fēng)道、增強散熱器表面的風(fēng)速。散熱器的散熱面積設計值如下圖所示：

但如果過(guò)于追求散熱器的表面積而使散熱器的叉指過(guò)于密集則會(huì )影響到空氣的對流，熱空氣不易于流動(dòng)也會(huì )降低散熱效果。自然風(fēng)冷時(shí)散熱器的叉指間距應適當增大，選擇強制風(fēng)冷則可適當減小叉指間距。如上圖所示：

⑤散熱器表面積計算

s=0.86w/(δt*α)　(m2)

δt: 散熱器溫度與周?chē)h(huán)境溫度（ta）的差（℃）
α： 熱傳導系數，是由空氣的物理性質(zhì)及空氣流速決定。α由下式?jīng)Q定。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
α=nu*λ/l ()

λ:熱電導率（kcal/m2h）空氣物理性質(zhì)
l：散熱器高度（m）
nu：空氣流速系數。由下式?jīng)Q定。

　　nu=0.664*√[(vl)/v’]*3√pr

v：動(dòng)粘性系數（m2/sec）,空氣物理性質(zhì)。
v’:散熱器表面的空氣流速(m/sec)
pr: 系數,見(jiàn)下表

3.2 散熱設計舉例

[例] 2scs5197在電路中消耗的功率為pdc=15w,工作環(huán)境溫度ta=60℃,求在正常工作時(shí)散熱器的面積應是多少?

解: 查2scs5197的產(chǎn)品目錄得知:pcmax=80w(tc=25℃),tjmax=150℃且該功率管使用了絕緣墊和硅油. θs+θc=0.8℃/w

　　從(2)式可得

　　θi=θj-c=(tjmax-tc)/pcmax-=(150-25)/80≒1.6℃/w

　　從(1)式可得

　　θj-a=(tjmax-ta)/pdc=(150-60)/15=6℃/w

　　從(4)式可得

　　θf(wàn)=θj-a－(θi＋θc＋θs) ≒6－(1.6+0.8)=3.6℃/w