基于FPGA+DSP架构的高速通信接口设计与实现

④散热器热阻抗θf

散热器热阻抗θf与散热器的表面积、表面处理方式、散热器表面空气的风速、散热器与周围的温度差有关。因此一般都会设法增强散热器的散热效果，主要的方法有增加散热器的表面积、设计合理的散热风道、增强散热器表面的风速。散热器的散热面积设计值如下图所示：

但如果过于追求散热器的表面积而使散热器的叉指过于密集则会影响到空气的对流，热空气不易于流动也会降低散热效果。自然风冷时散热器的叉指间距应适当增大，选择强制风冷则可适当减小叉指间距。如上图所示：

⑤散热器表面积计算

s=0.86w/(δt*α)　(m2)

δt: 散热器温度与周围环境温度（ta）的差（℃）
α： 热传导系数，是由空气的物理性质及空气流速决定。α由下式决定。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
α=nu*λ/l ()

λ:热电导率（kcal/m2h）空气物理性质
l：散热器高度（m）
nu：空气流速系数。由下式决定。

　　nu=0.664*√[(vl)/v’]*3√pr

v：动粘性系数（m2/sec）,空气物理性质。
v’:散热器表面的空气流速(m/sec)
pr: 系数,见下表

3.2 散热设计举例

[例] 2scs5197在电路中消耗的功率为pdc=15w,工作环境温度ta=60℃,求在正常工作时散热器的面积应是多少?

解: 查2scs5197的产品目录得知:pcmax=80w(tc=25℃),tjmax=150℃且该功率管使用了绝缘垫和硅油. θs+θc=0.8℃/w

　　从(2)式可得

　　θi=θj-c=(tjmax-tc)/pcmax-=(150-25)/80≒1.6℃/w

　　从(1)式可得

　　θj-a=(tjmax-ta)/pdc=(150-60)/15=6℃/w

　　从(4)式可得

　　θf=θj-a－(θi＋θc＋θs) ≒6－(1.6+0.8)=3.6℃/w