計算固態繼電器的內部溫度

　　在先前的版本中，我們學會了通過給定的 關鍵參數計算固態繼電器的基板溫度。 那些是功率損耗 （負載電流 x 壓降）, 環境溫度,以及散熱器的阻抗。

　　所以既然我們學會了計算固態繼電器的實際基板溫度，那么這個溫度意味什么呢?

　　

　　基本上，它告訴我們固態繼電器外部表面的最高溫度，同樣,它可以做為我們計算固態繼電器內部溫度的參考。

　　內部和外部阻抗?

　　一個安裝在散熱器上的固態繼電器既有外部阻抗也有內部阻抗。兩者主要的區別在于客戶可以通過調整散熱器尺寸和改變環境溫度和氣流等等來控制外部阻抗（Rs-a）。內部阻抗，無論如何，只能通過固態繼電器設計與結構決定。制造商提供這個規格作為Rjb （熱變電阻，結溫（SCR）對基座平板），并且測量，如同散熱器，（ºC單位瓦特消散量）。

　　固態繼電器的Rjb 基本上告訴我們固態繼電器的可控硅（SCR）硅片的傳遞熱的效率。阻抗越低，繼電器的傳遞熱的效率越高。如同我們學習計算基板溫度，可控硅（SCR）硅片和基板的溫差是基于功耗和熱阻抗的。加上先前計算基板溫度的差別讓我們可以估算出可控硅（SCR）硅片在應用中的實際溫度。

　　計算基板溫度（最新版本）
　　
　　計算可控硅（SCR）硅片的溫度
　　

　　通過使用以上公式，我們開始估計固態繼電器內部可控硅（SCR）硅片的在給定應用參數下的實際溫度。舉例，假設我們90A CWD系列固態繼電器在阻性加熱應用設備中，帶動60安培的負載電流。假定環境溫度40度，滿載以及1.0ºC/W的散熱器為例。CW系列固態繼電器的常規壓降為1.0Vrms,并且90安培的CW的結溫Rjb是0.13ºC/W（參照規格書）。需要注意的是規格書中的壓降是電壓的峰值。我們轉換這RMS值我們轉換此成RMS值計算功率耗散，在這種情況下是1.3Vpk或0.9Vrms。然而，簡單來說我們用1W/amp來計算。它留給我們一些余量，更重要的是便于計算。

　　在這個版本中，我們將在基板和散熱片之間加入導熱材料。導熱材料將填滿固態繼電器的基板與散熱器之見的細小空隙，這樣可以更有效率的散熱。沒有導熱墊片或者硅膠，基板與散熱器之間的空隙足以隔斷傳熱并發生故障。雖然導熱材料的自身熱阻非常低，但是為了計算精確也必須考慮。

　　在這種情況下，我們假設客戶正在使用TP01（熱阻為0.1ºC/W.）
　　

　　A） 首先，我們必須計算用第一公式計算基板溫度：
　　

　　B） 然后，我們用他用它加上計算得到的內部溫差來估算SCR硅片的溫度：
　　

　　這個例子中一旦溫度穩定，硅片溫度可以達到114ºC。在快達交流負載固態繼電器中可控硅SCR硅片最大溫度是125ºC。所以我們滿足參數要求。然而，以下幾點注意事項在計算硅片溫度時必須考慮。

　　1） 經常確認散熱片的阻抗并且將您的算術仔細檢查! 根據以上公式，你可以看到影響散熱器全部溫度變化，算錯結溫Rjb 20%，誤差大致+1.6ºC。 然而，錯誤估算散熱器的阻抗20%，誤差將在+/-12ºC之間。

　　2） 經常確認用于計算的環境溫度確實是固態繼電器/散熱器面板的環境溫度。這是個常規錯誤，散熱器的自身溫度上升也許增加周圍的溫度。必須也考慮這點。

　　3） 圍繞這您的演算，為了更有把握。 在應用之中，留一點安全余量總是有一件好的事。

　　4） 做最壞的打算，正如第三點所述，留些余量空間。所以，如果周圍環境溫度可能極大的上升，則應采取響應的設計。這是電子產品在戶外應用的共性。同樣為氣流損失、負載電流的上升等最壞的情況的設計，將避免令人不快的意外。

　　5） 當不確定時，請聯系我們! 不幸地是，熱量演算并不總是像我們先前舉的例子這么簡單。 這也是為什么我們在這里。 讓我們幫助您!

結論：

　　現在，我們學會計算固態繼電器中可控硅SCR硅片溫度。我們已經在規格書中提供重要部分的曲線圖來揭示這些信息。 當然, 它不是有趣的算術，但是他可以告訴你在給定的負載電流和環境溫度下選用哪種散熱器。可能使用較小的散熱器可以省時省空間。學會計算溫度可以選適合的散熱器。

　　無論如何，綜上所述，我們在這里幫助您處理問題，找到更多的關于散熱器和熱管理的信息。

　　我們網頁 www.crydom.com. 。簡單的寄信給我們，我們將高興地幫助您，為您的應用選擇適當的散熱器。

　　另外一些有用的公式：

　　計算可控硅SCR的硅片溫度

　　Tscr = Tamb + （Power x Rs-a） + （Power x Rjb） + （Power x .1ºC/W （Rtp））

　　計算最小要求的散熱器阻抗

　　Rs-a = （125ºC -Tamb - （Rjb x Power）） / Power

　　計算最大負載電流 （給定散熱器）

　　Imax = （125ºC - Tamb） / （（Rs-a x Vf） + （Rjb x Vf））

　　計算散熱片熱阻

　　Rs-a = （Tbp - Tamb） / Power

　　Rs-a = （（Tdie - （Rjb x Power）） - Tamb） / Power

關于CST

　　Custom Sensors & Technologies （CST）, 意為“定制傳感與技術”，旨在為全球的客戶提供高質量，高標準，多樣化的定制化產品和客戶化服務。

　　CST正式組建于2006年5月，總部設于美國。整合了多個行業內的領導型品牌包括Crouzet（高諾斯），Crydom（快達），Kavlico（凱維力科），及原BEI集團內的所有品牌，著力于在交通（包括汽車，車載，機車），工業（包括醫療設備 ）, 航空航天及國防領域，提供基于比例調節，定位，壓力傳感的專業智能傳感技術和部分控制及執行元件產品。

　　2007年11月，科施貿易（上海）有限公司和科施香港有限公司分別在上海和香港成立，負責CST中國大陸，香港，臺灣和亞太地區的業務。

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　　Crydom（快達）是定制傳感與技術事業部（CST）下屬子公司。Crydom是固態繼電器和控制技術方面的專家，生產和銷售全球最受歡迎的兩個固態繼電器品牌：Crydom 和 Crouzet。Crydom 提供各種即用型固態繼電器和接觸器、I/O 模塊與安裝板、控件和電源模塊，并且專注于為各種應用定制適用的固態開關解決方案。Crydom 將技術和創新結合起來，使產品超出我們客戶最苛刻的性能要求。

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