可挂散热器功率型塑封电阻器应用指南

理解额定功率温度和:

弹片式的安装技巧
Figure 2 - 弹片式的安装技巧
额定功率和温度
Figure 1 - 额定功率和温度

TO塑封型功率电阻的最高额定功率是依据塑封的外壳温度 (TC) 在 25°C 而定的。这是由电力半导体产业建立的证明方法。(TC) 外壳温度,温度测量点是在电阻的安装面中心且电阻与散热片接触,电阻在电力负荷下量测的。 外壳温度是不同于塑封本体的体温,及 Tab 温度,引脚温度,或环境温度 (如图 Figure 1)。

使用外壳温度,我们可以判断功率电阻的皮膜温度 (TJ)。这是至关重要的因素,因为设备故障通常最先追溯到高温度下电阻皮膜。 皮膜温度过高,会造成电阻值的漂移或减少部件的寿命。适当的热设计和温度的测量,以验证设计的可行性,贯彻安装程序将避免这些问题。

热材料组装:

由于不平整塑封电阻和散热片之间的配合面,因而产生空隙。这些空隙将大大降低 TO 塑封电阻的性能。 因此,使用热接口材料填补这些空隙是重要的。几种材料可减少电阻和散热器表面之间的热阻。

塑封电阻-螺丝垫圈安装技巧
Figure 3 - 塑封电阻螺丝垫圈安装技巧
  • 热油脂 (Thermal grease) 是一种导热粒子与液体油脂类结合形成的组合。热油脂的流体中通常含有矽油,但现在有很更好的“非矽”热润滑脂。 热油脂已经使用了多年,通常所有可用热材料中具有最低热阻导。

  • 热垫 (Thermal pads),可替代导热膏,市场上有多家热垫制造商。这些导热垫有整片的,也有预切好各种标准设计封装形状的,如采用 TO - 220 和 TO - 247。热垫海绵材料贴装时,需要压力一致均匀,才能有效发挥热垫的性能。

五金件的选择与组装:

正确的五金件组装,是良好的散热设计中,一个极为重要的考虑因素。五金件组装必须保持均压力,通过热循环,不会导致散热片或塑封电阻变形。

  • 弹片夹 Spring Clips 用来组装德铭特塑封功率电阻的散热片,是许多设计师的首选,用来代替螺丝。 市面有很多五金件制造商提供这些弹片夹,及专为安装 TO-220 和 TO-247 封装标准的弹簧和散热器预切款。 弹簧夹提供了很多利于组装的优点,但其最大的优势是其一致性的弹力,将塑封功率电阻的中心均匀的夹住 (如图 Figure 2)。
  • 螺丝安装 - 贝氏 (Belleville) 或圆锥型的垫片与螺丝一起使用,是一种有效安装散热片的方法。贝氏 (Belleville) 垫圈是一个锥形弹簧垫圈,旨在维持恒压防止偏转变形。 该垫圈可经受长期温度及循环压力而不变形。Figure 3 显示了一些典型的硬件配置,用于螺丝安装散热片到 TO-塑封电阻器。 扁形垫圈,星形垫圈,和分叉形垫圈不应该用来代替贝氏垫圈,因为它们不提供恒定的压力,并可能造成损害的塑封电阻。

组装注意事项:

  • 避免使用 SMT 组装此 TO 型功率电阻。
  • 用塑料安装硬件,易于高温度工作时软化或破裂,必须避免。
  • 不可让螺钉头接触塑封电阻本体。使用平垫圈或锥形垫圈均匀分布的力量。
  • 避免使用扁头螺丝,以避免螺丝头锐边将散热片造成破坏的毛刺。
  • 铆钉不推荐。铆钉难以保持一致的压力,他们很容易损坏塑料封装。
  • 不要过分扭矩螺丝。如果螺丝过紧,可能造成裂纹或螺丝头滑牙。气动工具不推荐。

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