Ayuda a entender por qué funcionan los disipadores de calor

Bien, entonces estoy tratando de descubrir por qué usar disipadores de calor.

Digamos si tenemos un componente que, por sí mismo, está tratando de disipar (P D ) 11W de potencia. La TJ actual es de 50°C y la R J-A del componente es de 2,6°C/W. TA es 21,4°C .

T J = T A + (R J-A x P D )

Pero si conecto un disipador de calor con una R Th de 1,2 °C/W que se adhiere con TIM con una R Th de 0,8 °C/W, entonces la TJ , según las matemáticas, aumentaría a 72 °C.

T J = T A + ((R J-C + R C-TIM + R TIM-A ) • P D )

Obviamente los disipadores de calor funcionan. Entonces, ¿qué me estoy perdiendo? ¿Dónde está la caída en TJ ?

¡Gracias!

Te estás perdiendo la energía transferida desde el disipador de calor al medio ambiente.
No ha citado una cifra para R(jc) pero ciertamente NO es lo mismo que R(ja); si es (digamos) 0.1K/W, entonces la resistencia térmica del disipador de calor será 2.1K/W (0.1+0.8+ 1.2) y aumento de temperatura 23.1K.
¿Qué componente tiene 2.6C/W Rth ja? ¿Estás seguro de que esa no es la figura Rth jc?
@ user1582568 Una parte SMD de alta potencia con un patrón de tierra mínimo muy específico que no se puede ayudar más con un disipador de calor en la parte superior de plástico sería un ejemplo de tales figuras Rth (ja). Algunos LED de potencia de marca A en PCB con base de metal específicamente prescritos también tienen esos rangos de números.
El disipador de calor está en paralelo con el Rth ja existente, por lo que lo reduce.

Respuestas (1)

Le falta que su valor de Unión al ambiente depende de la emisividad de la superficie y la resistencia térmica.

Su Juntion to Ambient ya es muy bajo, por lo que, para ser honesto, sospecho que está utilizando un valor de una hoja de datos que incluye un área mínima estricta de cobre de PCB con una pestaña de metal soldada. Pero en los casos en los que, por ejemplo, la unión al ambiente es de 10 grados por vatio, se considera la superficie del dispositivo como la única superficie de emisión.

Cuando agregue un disipador de calor, la unión total al ambiente cambiará a un valor más bajo.

Lo que necesita saber para justificar correctamente la carcasa del disipador de calor es la resistencia térmica de la unión a la carcasa para la superficie a la que conectará el disipador de calor.

Para una matriz de transistores grande en un TO220 con respaldo completamente metálico, la unión al ambiente puede estar en una o más docenas de grados por vatio, pero la resistencia térmica de la unión a la caja (superficie de lengüeta de metal) puede ser de 1 o 2 grados por vatio. o incluso menos. Si luego agrega una combinación de disipador de calor + pasta de 4 grados por vatio, ya ha pasado de 10 ~ 15 a 6 grados por vatio, ya que 4 + 2 = 6 y para el disipador de calor no usa la unión para valores ambientales.

Editar: Adición:

Para aclarar, digo específicamente "Unión a la carcasa para la superficie que desea usar", porque una hoja de datos dice "Unión a la carcasa", pero se refieren a la parte de la carcasa donde tiene sentido pegar o atornillar un disipador de calor. en. Entonces, si una hoja de datos TO220 dice "Unión a la caja = 2K/W", se refieren a la pestaña de metal, porque ahí es donde una persona cuerda coloca un disipador de calor y generalmente se supone que toda la superficie de metal está cubierta por el disipador de calor. .

Si usa 2K/W en lo anterior como un valor, pero luego pega un disipador de calor a la parte superior de plástico de la caja, se verá infelizmente sorprendido por una gran cantidad de humo.

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