整流桥在不同散热方式下的散热分析-李泉明.docx

精心整理 整流桥在不一样散热方式下的散热剖析与丈量 李泉明 （艾默生网络能源有限企业深圳518057） 纲要：本文针对整流桥不一样冷却方式的选择和对其散热过程的详尽剖析，来论述元器件厂家供给 的元器件热阻（Rja和Rjc）的详细含义，并在此基础上提出一种在技术上可行、使用上操作性强的 丈量整流桥壳温的方法，为电源产品合理应用整流桥供给借鉴。 重点词：整流桥壳温丈量方法 一、序言 整流桥作为一种功率元器件，特别宽泛。应用于各样电源设施，。全波整流桥的工作原理电路如图1所示： 图1、全波整流桥的原理图 其内部主假如由四个二极管构成的桥路来实现把输入的沟通电压转变为输出的直流电压。 图2、全波整流桥的内部构造表示图 如上图所示，在整流桥的每个工作周期内，同一时间只有两个二极管进行工作，经过二极管的 单导游通功能，把沟通电变换成单向的直流脉动电压。对一般常用的小功率整流桥（如： RECTRONSEMICONDUCTOR的RS2501M）进行解剖会发现，其内部的构造如图2所示。 该全波整流桥采纳塑料封装构造（大多半的小功率整流桥都是采纳该封装形式）。桥内的四个 主要发热元器件——二极管被分红两组分别搁置在直流输出的引脚铜板上。在直流输出引脚铜板间有两块连结铜板，他们分别与输入引脚（沟通输入导线）相连，形成我们在外观上看见的有四个对外连结引脚的全波整流桥。因为该系列整流桥都是采纳塑料封装构造，在上述的二极管、引脚铜板、连结铜板以及连结导线的四周充满了作为绝缘、导热的骨架填补物质——环氧树脂。但是，环氧树脂的导热系数是比较低的（一般为0.35℃W/m，最高为2.5℃W/m），所以整流桥的结--壳热阻一 精心整理 般都比较大（往常为1.0-10℃/W）。往常状况下，在元器件的有关参数表里，生产厂家都会供给该器件在自然冷却状况下的结—环境的热阻（Rja）和当元器件自带一散热器，经过散热器进行器 件冷却的结--壳热阻（Rjc）。 二、自然冷却 一般而言，对于消耗比较小（3.0W）的元器件都能够采纳自然冷却的方式来解决元器件的散热问题。当整流桥的消耗不大时，可采纳自然冷却方式来办理。此时，整流桥的散热门路主要有以下两个方面：整流桥的壳体（包含前后两个比较大的散热面和上下与左右散热面）和整流桥的四个引脚。往常状况下，整流桥的上下和左右的壳体表面积相对于前后边积都比较小，所以在剖析时都 不考虑经过这四个面（上下与左右表面）的散热。 图3、自然冷却时的散热门路 如图3所示，在这两个主要的散热门路中，因为自然冷却散热的换热系数一般都比较小 （10W/m  2C）R，而且整+R流桥前后散热面的绝R对面积+R也比较小，所以实质上经过该门路的散热量也jc,backcajc,frontca 是十分有限的；因为引脚铜板是直接与发热元器件（二级管）相连结的，而且其资料为铜，导热性 能很好，所以在自然冷却散热的状况下，整流桥的大多半消耗是经过该引脚把热量传达给PCB板，而后由PCB板扩大其换热面积而发散到四周的环境中去。详细的剖析计算以下： 1、整流桥表面热阻 如图2所示，能够获得整流桥的正向散热面距热源的距离为1.7mm，背向散热面距热源的距 离为0.9mm；因为整流桥的上下及左右表面面积很小，所以忽约其热量在这四个表面的发散，可 RjPCB,foot+RPCB,a 以获得整流桥正面和反面的传热热阻为： 一个二极管的热阻为：Rjc,f,diode 0.0017 27.2C/W F 2.50.0050.005 因为在同一时间，整流桥内的四个二极管只有两个在同时进行工作，所以整流桥正面与反面的传热热阻应分别为两个二极管热阻的并联，即： 因为整流桥表面到四周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，能够获得整流桥经过壳体表面（正面和反面）的结温与环境的热阻分别为： 则整流桥经过壳体表面门路对环境进行传热的总热阻为： 2、整流桥引脚热阻 假定整流桥焊接在PCB板上，其引脚的长度为12.0mm（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，四个二极管是分红两组且每组共用一个引脚铜板，所以整流桥经过引脚散热的 热阻为这两个引脚的并联热阻： 一方面因为PCB板的热容比较大，另一方面冷却风与 较好，假定其PCB板的实质有效散热面积为整流桥表面积的  PCB板的接触面积较大，其换热条件 2倍，则PCB板与环境间的传热热 阻为： 精心整理 故，经过整流桥引脚这条传热门路的热阻为： 比较上述两种传热门路的热阻可知：整流桥经过壳体表面自然对流冷却进行散热的热阻 （Rja,case88.53C/W）是经过引脚进行散热这类散热门路的热阻（Rja,case60.5C/W）的1.5倍。于是我们能够得出以下结论：在自然冷却的状况下