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散热器的设计

时间:2022-02-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:设计散热器时,应注意以下几点。前面讨论了功率三极管的散热问题,但在实际工作中,却有可能发现功率三极管的功耗并未超过允许的PCM值,管身也并不烫,但功率三极管却突然失效或性能显著下降。一般说来,二次击穿是一种与电流、电压、功率和结温都有关系的效应。对于开关电路中使用的功率器件,其工作电压、功耗、电流和结温都不得超过极限值。为保证器件正常运行,可采取适当的保护措施。
散热器的设计_模拟电子技术

设计散热器时,应注意以下几点。

(1)功率三极管工作时不应进入二次击穿区。

前面讨论了功率三极管的散热问题,但在实际工作中,却有可能发现功率三极管的功耗并未超过允许的PCM值,管身也并不烫,但功率三极管却突然失效或性能显著下降。这种损坏的原因,通常是由于二次击穿所造成的。

产生二次击穿的原因至今尚不完全清楚。一般说来,二次击穿是一种与电流、电压、功率和结温都有关系的效应。通常认为它的物理过程的产生是由于流过三极管结面的电流不均匀,造成结面局部高温,因而产生热击穿所致。这与三极管的制造工艺有关。

三极管的二次击穿特性对功率管,特别是外延型功率管,在运用性能的恶化和损坏方面有着重要的影响。为了保证功率管安全工作,必须考虑二次击穿的因素。因此,功率管的安全工作区,不仅受集电极允许的最大电流ICM、集-射间允许的最大击穿电压U(BR)CEO和集电极允许的最大功耗PCM所限制,而且还受二次击穿临界曲线所限制。显然,考虑了二次击穿以后,功率三极管的安全工作范围变小了。

(2)提高功率三极管可靠性的主要途径是使用时要降低额定值。

从可靠性和节约的角度来看,推荐使用下面几种方法来降低额定值:①在最坏的条件下(包括冲击电压在内),工作电压不应超过极限值的80%;②在最坏的条件下(包括冲击电流在内),工作电流不应超过极限值的80%;③在最坏的条件下(包括冲击功耗在内),工作功耗不应超过器件最大工作环境温度下的最大允许功耗的50%;④工作时,器件的结温不应超过器件允许的最大结温的70%~80%。

对于开关电路中使用的功率器件,其工作电压、功耗、电流和结温(包括波动值在内)都不得超过极限值。

(3)为保证器件正常运行,可采取适当的保护措施。

例如,为了防止由于感性负载而使管子产生过压或过流,可在负载两端并联二极管(或二极管和电容)。此外,也可对三极管加以保护,保护的方法很多,如可以用UZ值适当的稳压管并联在功率三极管的c、e两端,以吸收瞬时的过电压等。

本章小结

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