MOSFET 功率开关器件的散热计算

MOSFET 功率开关器件的散热计算
MOSFET 功率开关器件的散热计算
摘要 : 文中介绍了以为代表的功率开关器件功率损耗的组成及其计算方法 ,
给出了功率器件散热器的热阻计算方法和步骤 ,
简要说明了在采用风冷散热时应遵循的一般准则。 
关键词 :; 功率开关 ; 热阻 ; 散热器 
0 引 言 
随着电力电子功率器件向高功率密度方向的发展 ,
元件单位体积内的热量也相应增加。在大功率高频通信电源等设备中功率开关器件的电
能损耗尤其突出 , 这部分消耗功率会转变为热量使功率器件管芯发热、结温升高 ,
如果不能及时、有效地将此热量释放 , 就会影响到器件的工作性能 ,
从而降低系统工作的可靠性 ,
甚至损坏器件。因此热设计已成为电力电子产品设计的关键一环。热设计的效果也直接
关系到电力电子设备能否长期正常、稳定地工作。 
在尽量通过优化设计等方式来减少功率开关发热量的同时 ,
一般还需要通过散热器利用传导、对流、辐射的传热原理 ,
将器件产生的热量快速释放到周围环境中去 , 以减少内部热累积 ,
使元件工作温度降低。本文主要针对功率开关器件的散热进行了讨论。 
进行功率器件及功率模块散热计算的目的 ,
就是在确定的散热条件下选择合适的散热器 ,
以保证器件或模块安全、可靠地工作。散热器的设计必须顾及使用环境条件 ,
以及元件允许的工作温度等多种参数。但是对散热器的传热分析目前国内外都还研究得
很不够 , 工程应用中的设计大多是凭经验选取 , 并作相应的核校计算。 
1 功率器件的功率损耗和散热器的耗散功率 [1,2,4]
电力电子设备中的功率器件在工作时其自身也会消耗一定的电能 ,
把单位时间内功率器件所消耗的电能称作为器件的功率损耗。器件的功率消耗将导致其
结温升高从而产生了散热冷却的要求 ;
而散热器在单位时间内所散发出的热能量叫耗散功率。 
在设备正常稳定工作时 , 器件的功率损耗和散热器的耗散功率