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Thermal

Calculateur de dissipateur thermique

Calculez la résistance thermique et la température de jonction requises pour les appareils électriques

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Formule

θ_SA = (T_Jmax - T_A) / P_D - θ_JC - θ_CS

Référence: JEDEC JESD51 thermal measurement standard

θ_SA— Heatsink-to-ambient thermal resistance (°C/W)
T_Jmax— Maximum junction temperature (°C)
T_A— Ambient temperature (°C)
P_D— Power dissipation (W)
θ_JC— Junction-to-case thermal resistance (°C/W)
θ_CS— Case-to-heatsink thermal resistance (°C/W)

Comment ça marche

La résistance thermique est un paramètre critique dans la gestion thermique électronique, car elle représente la différence de température par unité de puissance dissipée. Dans les dispositifs à semi-conducteurs, la résistance thermique est généralement exprimée en °C/W et décrit le transfert de chaleur entre différentes interfaces thermiques : jonction-boîtier (θ_JC), boîtier-puits (θ_CS) et puits vers température ambiante (θ_SA). La compréhension de ces paramètres est essentielle pour empêcher l'emballement thermique et garantir un fonctionnement fiable des composants électroniques de puissance. Le réseau de résistance thermique permet aux ingénieurs de calculer la température de jonction maximale et de valider si un dispositif peut fonctionner en toute sécurité dans les limites thermiques spécifiées. Les facteurs clés incluent la dissipation de puissance (P_D), la température ambiante et les caractéristiques thermiques des composants de dissipation thermique.

Exemple Résolu

Prenons l'exemple d'un transistor de puissance dont les caractéristiques sont les suivantes : θ_JC = 1,5 °C/W, θ_CS = 0,5 °C/W, température de jonction maximale (T_J (max)) = 150 °C, température ambiante (T_A) = 25 °C. Si l'appareil dissipe 10 W, nous pouvons calculer la résistance thermique totale requise. Résistance thermique totale (θ_JA) = (T_J (max) - T_A)/P_D = (150 °C - 25 °C)/10 W = 12,5 °C/W. En soustrayant les résistances thermiques connues (θ_JC + θ_CS = 2 °C/W), la résistance thermique requise entre le puits et la température ambiante (θ_SA) devient 10,5 °C/W. Ce calcul permet de sélectionner un dissipateur thermique approprié conception pour maintenir une température de jonction sûre.

Conseils Pratiques

  • ✓Incluez toujours la résistance de la pâte ou du tampon thermique dans les calculs
  • ✓Utilisez les courbes de déclassement thermique du fabricant pour des prévisions précises
  • ✓Envisagez la convection forcée pour une meilleure dissipation de la chaleur

Erreurs Fréquentes

  • ✗Ignorer la résistance du matériau de l'interface thermique
  • ✗En supposant des performances thermiques linéaires pour tous les niveaux de puissance
  • ✗Négliger les effets du débit d'air et de la convection sur les performances du dissipateur thermique

Foire Aux Questions

La résistance thermique mesure la capacité d'un matériau à empêcher le transfert de chaleur. En électronique, il quantifie l'élévation de température par unité de puissance dissipée sur différentes interfaces thermiques.
La résistance thermique de la jonction au boîtier indique l'efficacité du transfert de chaleur de la puce semi-conductrice vers son boîtier, ce qui a un impact direct sur la fiabilité et les performances du dispositif.
La température ambiante est une donnée essentielle dans les calculs de résistance thermique, car elle permet de déterminer le gradient de température et les limites de dissipation thermique potentielle.
Oui, en utilisant de meilleurs matériaux d'interface thermique, en améliorant la conception des dissipateurs thermiques, en ajoutant un refroidissement actif et en optimisant les caractéristiques géométriques de transfert de chaleur.
Une température de jonction excessive peut entraîner une dégradation permanente de l'appareil, une diminution des performances, une augmentation du courant de fuite et une défaillance potentiellement catastrophique.

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