热量管理
该章节只涉及与元器件和电路板相关的热量管理,用于电路设计参考,不会深入了解传热学(Heat transfer)的内容。
只要导体存在电阻,就会有功率消耗并转化为热能。如果热量没有被及时散走,就会导致温度上升并使寿命衰减,甚至是由于热应力导致机械性的损坏(例如 Xbox 的三红事件)。
基本参数
单位
国际单位制中使用开尔文(\(K\))作为温度的单位,但实际应用中使用摄氏度(\(°C\))的较多,两者的相对值是相等的(即仅零点不同)。
| 名称 | 符号 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|---|
| 温度 | \(T\) | \(°C\) | 物体冷热程度,即分子热运动的剧烈程度 |
| 热量 | \(Q\) | \(J\) | 由温度差而传递的能量大小 |
| 热导 | \(\lambda\) / \(k\) | \(W/(m \cdot °C)\) | 对于一米的某材料,其两侧每存在一度温差传递的功率大小 |
| 功率 | \(P\) | \(W\) | 每秒传递的焦耳量 |
| 热容 | \(C\) | \(J/°C\) | 物体的储热能力 |
| 热通量 | \(q\) | \(W / m^{2}\) | 热流量密度 |
注释
本章内容大量参考了 Younes Shabany 的 Heat Transfer: Thermal Management of Electronics,国内翻译版本为传热学:电力电子器件热管理,由机械工业出版社出版。