大功率应用中的厚膜电阻散热器的设计？

在许多大功率应用中，例如电机和电源，电源电阻器位于主电源线中。它们的目的是防止损坏或提供一定程度的控制。

在这些应用中，电阻器承受恒定的、相对较高的电流。当电流流过电阻器时，它会产生热量。这种热能必须消散到环境中，以防止损坏电阻元件，而不会影响附近的元件。

厚膜功率电阻器可以在几秒钟内达到超过安全运行的温度。将工作温度范围保持在最大规定范围内（通常为 50 – 60⁰C）非常重要。

功率电阻器主要通过对流散热。因此，散热量与电阻器的表面积直接相关。增加表面积的一种方法是使用散热器。

电阻散热器是一种将功率电阻器的热量散发到周围环境，从而实现高效冷却的装置。它通常由导热材料组成，例如铝合金、铜或钢。

可以应用半导体模块的散热方案作为思考方向

散热器将热量从电阻器传导出来的能力以 ⁰C/W 的功率耗散来衡量，这又取决于散热器材料及其特性、散热器的尺寸和光洁度以及冷却方法。

散热器的选择是为了满足特定电阻器和应用的精确要求。选择具有高导热性的材料。TO型（引线式）封装是散热器应用中最常见的电阻器封装类型。它有多种标准尺寸可供选择，零件号（例如 1206、0805、0402）以英寸为单位表示包装尺寸。

散热器的表面积应比电阻器大得多。这意味着通过对流（自然或强制）、传导或液体冷却有效地散热。

对于给定的材料和冷却方法，散热器越大，它可能散发的热量就越多。鳍片可用于增加其表面积。电阻元件和散热器之间需要出色的热粘合，以避免电阻器的热断裂。

在某些应用中，电阻器浸入变压器油或去离子水（非导电）中，这些材料保持在合适的恒定工作温度。然而，油和去离子水必须每隔一段时间过滤或更换，因为它们会随着时间的推移而变得导电。

热阻

用于散热器应用的电阻器主要设计为在一个平面上散热，即其背面。厚膜功率电阻元件的热阻由其内部设计决定。它指定内部电阻器相对于其外壳或背板的温度。大多数数据表都提供了热阻值。

热阻是衡量两个位置之间传热效率的指标。它被建模为一系列热流阻力。因此，总热阻是电阻器（电阻元件到基极或外壳）的热阻，它是固定的，以及电阻器基座或外壳系统板和/或散热器之间的热阻。

热阻问题可以通过修改功率电阻器安装方法、安装力以及电阻器与基板/散热器之间的接口来管理。

选择散热器

功率电阻器是整个系统的一小部分。它们与其他电子元件一起使用，其中一些可能对热敏感。在许多应用中，空间将受到限制。这些因素对散热器的选择有重大影响。

散热器的设计和选择应与电阻器的额定功率和工作条件相匹配。更高的额定功率通常需要更大的散热器和更好的导热性。

通过使用具有更高导热性的材料来减小尺寸，但这会增加成本。通过自然对流、强制空气、水或油（见上文）进行冷却可以减小散热器的尺寸，但（同样）是有代价的。

在优化功率电阻器性能时，需要考虑许多电阻器的热问题。在解释数据表参数时要小心。如有任何疑问，请咨询设备制造商或EAK功率电阻器设计专家。