所以在自然冷却散热的情况下,整流桥的大部分损耗是通过该引脚把热量传递给PCB板,然后由PCB板扩充其换热面积而散发到周围的环境中去。具体的分析计算如下:1、整流桥表面热阻如图2所示,可以得到整流桥的正向散热面距热源的距离为,背向散热面距热源的距离为,因此忽约其热量在这四个表面的散发,可以得到整流桥正面和背面的传热热阻为:一个二极管的热阻为:由于在同一时间,整流桥内的四个二极管只有两个在同时进行工作,因此整流桥正面与背面的传热热阻应分别为两个二极管热阻的并联,即:由于整流桥表面到周围空气间的散热为自然对流换热,则整流桥壳体表面的自然冷却热阻为:由上所述,可以得到整流桥通过壳体表面(正面和背面)的结温与环境的热阻分别为:则整流桥通过壳体表面途径对环境进行传热的总热阻为:2、整流桥引脚热阻假设整流桥焊接在PCB板上,其引脚的长度为(从二极管的基铜板到PCB板上的焊盘),则整流桥一个引脚的热阻为:在整流桥内部,四个二极管是分成两组且每组共用一个引脚铜板,因此整流桥通过引脚散热的热阻为这两个引脚的并联热阻:一方面由于PCB板的热容比较大,另一方面冷却风与PCB板的接触面积较大,其换热条件较好。
从前面对整流桥带散热器来实现其散热过程的分析中可以看出,整流桥主要的损耗是通过其背面的散热器来散发的,因此在此讨论整流桥壳温如何确定时,就忽约其通过引脚的传热量。现结合RS2501M整流桥在110VAC电源模块上应用的损耗(大为)来分析。假设整流桥壳体外表面上的温度为结温(即),表面换热系数为(在一般情况下,强迫风冷的对流换热系数为20~40W/m2C)。那么在环境温度为,通过整流桥正表面散发到环境中的热量为:忽约整流桥引脚的传热量,则通过整流桥背面的传热量为:由于在整流桥壳体表面上的两个传热途径上(壳体正面、壳体背面)的热阻分别为:根据热阻的定义式有:所以:由上式可以看出:整流桥的结温与壳体正面的温差远远小于结温与壳体背面的温差,也就是说,实际上整流桥的壳体正表面的温度是远远大于其背面的温度的。如果我们在测量时,把整流桥壳体正面温度(通常情况下比较好测量)来作为我们计算的壳温,那么我们就会过高地估计整流桥的结温了!那么既然如此,我们应该怎样来确定计算的壳温呢?由于整流桥的背面是和散热器相互连接的,并且热量主要是通过散热器散发,散热器的基板温度和整流桥的背面壳体温度间只有接触热阻。一般而言,接触热阻的数值很小。
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