热设计网

热管理技术:大功率电阻是怎么散热的?

热设计网
热设计网

我们常见的特种大功率电阻器有:高压电阻器、一般陶瓷管线绕电阻器、铝外壳线绕电阻器、平面无感膜式电阻器等。这里只说部分产品。

有时候客户说你这个小电阻怎么那么大功率?一个小小的平面无感膜式电阻器或铝外壳线绕电阻器标称 400W,其实这是因为这个电阻器在系统中配备了水冷的散热方式,安装在了散热板上,而散热下通过循环水将热量带走,所以标称功率比较大。 

我们一般的陶瓷管线绕电阻器和高压电阻器都是风冷散热,所以功率都标称不是很大。而高压电阻器可以直接在油中使用,这样它的性能会有些增强。而有的高压电阻器可以水冷散热,由循环水经过管道内部或直接放在水里使用,这样功率会有很大的提高。电阻器功率甚至达到几十千瓦。

大功率电阻器应用电路 PCB 板中如何处理散热问题:

电路 PCB 板设计电路的时候,在每个位置上都会设计各种功率的电子元器件。在很多电路设计中大功率电阻器的使用显的非常重要,在很多工程师进行电路设计和布局的时候,由于大功率电子元器件种类比较多,如何准确安放这些产品才能保证电路散热正常,而不导致其他电子元器件烧毁。列如硅横向扩散金属氧化物半导体晶体管和氮化擦场效应晶体管的功率电平的日益增加,当安装在精心设计的放大器电路中时,它们也将受到连接器等元件甚至印刷电路板 PCB 材料的功率处理能力的限制。

当电流流过电路时,部分电能将被转换成热能。处理足够大电流的电路将发热,特别是在大功率电阻使用数量较高的地方,如何分立电阻和提高电阻的散热效果。对电路或系统设定功率极限的基本思路,通常是利用低工作温度防止任何可能损坏电路或系统中元件或材料的温升,例如印刷电路板中使用的介电材料。电流 / 热量流经电路时发生中断,例如松散的或虚焊连接器,也可能导致热量的不连续性或热点,进而引起损坏或可靠性问题。温度效应,包括不同材料间热膨胀系数(CTE)的不同,也可能导致高频电路和系统中发生可靠性问题。

电路中的热量总是从更高温度的区域流向较低温度的区域,工程师可以将大功率电路中产生的热量传离发热源,如晶体管或大功率电阻器。从热源开始的散热路径应该包括由能够疏通或耗散热量的材料组成的目的地,比如金属接地层或散热器,任何电路或系统的热管理只有在设计周期一开始就考虑才能最佳地实现。

在电路设计的时候,一般用热导率来比较用于管理射频、微波电路热量的材料性能,这个指标用每米材料每一度施加的功率来衡量。对于高频电路来说这些材料最重要的一个因素是 PCB 叠层,这些叠层一般具有较低的热导率。比如低成本高频电路中经常使用的 FR4 叠层材料,它们的典型热导率只有 0.25W/mK。

以上这些都是电路 PCB 板设计需要考虑的因素,正确处理大功率电阻器散热问题可以有效的减少电阻器的损坏,同时也可以减少其他电子元器件的烧毁,作为电路设计人员更应该重视大功率电阻类型的电子元器件,正确的规避散热问题可以有效的解决电路安全隐患。

本文来自:网络,转载目的在于传递更多行业信息,如有侵权,请联系我们删除,谢谢。

标签: 点击: 评论:

留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: