在先前的版本中，我們學(xué)會(huì)了通過給定的 關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算固態(tài)繼電器的基板溫度。 那些是功率損耗 (負(fù)載電流 x 壓降), 環(huán)境溫度,以及散熱器的阻抗。
所以既然我們學(xué)會(huì)了計(jì)算固態(tài)繼電器的實(shí)際基板溫度，那么這個(gè)溫度意味什么呢？
基本上，它告訴我們固態(tài)繼電器外部表面的最高溫度，同樣,它可以做為我們計(jì)算固態(tài)繼電器內(nèi)部溫度的參考。
內(nèi)部和外部阻抗？
一個(gè)安裝在散熱器上的固態(tài)繼電器既有外部阻抗也有內(nèi)部阻抗。兩者主要的區(qū)別在于客戶可以通過調(diào)整散熱器尺寸和改變環(huán)境溫度和氣流等等來控制外部阻抗(Rs-a)。內(nèi)部阻抗，無論如何，只能通過固態(tài)繼電器設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)決定。制造商提供這個(gè)規(guī)格作為Rjb (熱變電阻，結(jié)溫(SCR)對(duì)基座平板)，并且測(cè)量，如同散熱器，（ºC單位瓦特消散量）。
固態(tài)繼電器的Rjb 基本上告訴我們固態(tài)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(xué)習(xí)計(jì)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(jì)算基板溫度的差別讓我們可以估算出可控硅（SCR）硅片在應(yīng)用中的實(shí)際溫度。
計(jì)算基板溫度(最新版本) 計(jì)算可控硅（SCR）硅片的溫度
通過使用以上公式，我們開始估計(jì)固態(tài)繼電器內(nèi)部可控硅（SCR）硅片的在給定應(yīng)用參數(shù)下的實(shí)際溫度。舉例，假設(shè)我們90A CWD系列固態(tài)繼電器在阻性加熱應(yīng)用設(shè)備中，帶動(dòng)60安培的負(fù)載電流。假定環(huán)境溫度40度，滿載以及1.0ºC/W的散熱器為例。CW系列固態(tài)繼電器的常規(guī)壓降為1.0Vrms,并且90安培的CW的結(jié)溫Rjb是0.13ºC/W（參照規(guī)格書）。需要注意的是規(guī)格書中的壓降是電壓的峰值。我們轉(zhuǎn)換這RMS值
我們轉(zhuǎn)換此成RMS值計(jì)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(jì)算。它留給我們一些余量，更重要的是便于計(jì)算。
在這個(gè)版本中，我們將在基板和散熱片之間加入導(dǎo)熱材料。導(dǎo)熱材料將填滿固態(tài)繼電器的基板與散熱器之見的細(xì)小空隙，這樣可以更有效率的散熱。沒有導(dǎo)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(fā)生故障。雖然導(dǎo)熱材料的自身熱阻非常低，但是為了計(jì)算精確也必須考慮。
在這種情況下，我們假設(shè)客戶正在使用TP01(熱阻為0.1ºC/W.)
A) 首先，我們必須計(jì)算用第一公式計(jì)算基板溫度：
B) 然后，我們用他用它加上計(jì)算得到的內(nèi)部溫差來估算SCR硅片的溫度：
這個(gè)例子中一旦溫度穩(wěn)定，硅片溫度可以達(dá)到114ºC。在快達(dá)交流負(fù)載固態(tài)繼電器中可控硅SCR硅片最大溫度是125ºC。所以我們滿足參數(shù)要求。然而，以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)在計(jì)算硅片溫度時(shí)必須考慮。
1) 經(jīng)常確認(rèn)散熱片的阻抗并且將您的算術(shù)仔細(xì)檢查! 根據(jù)以上公式，你可以看到影響散熱器全部溫度變化，算錯(cuò)結(jié)溫Rjb 20%，誤差大致+1.6ºC。 然而，錯(cuò)誤估算散熱器的阻抗20%，誤差將在+/-12ºC之間。
2) 經(jīng)常確認(rèn)用于計(jì)算的環(huán)境溫度確實(shí)是固態(tài)繼電器/散熱器面板的環(huán)境溫度。這是個(gè)常規(guī)錯(cuò)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(diǎn)。
3) 圍繞這您的演算，為了更有把握。 在應(yīng)用之中，留一點(diǎn)安全余量總是有一件好的事。
4) 做最壞的打算，正如第三點(diǎn)所述，留些余量空間。所以，如果周圍環(huán)境溫度可能極大的上升，則應(yīng)采取響應(yīng)的設(shè)計(jì)。這是電子產(chǎn)品在戶外應(yīng)用的共性。同樣為氣流損失、負(fù)載電流的上升等最壞的情況的設(shè)計(jì)，將避免令人不快的意外。
5) 當(dāng)不確定時(shí)，請(qǐng)聯(lián)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?cè)谶@里。 讓我們幫助您!
結(jié)論：
現(xiàn)在，我們學(xué)會(huì)計(jì)算固態(tài)繼電器中可控硅SCR硅片溫度。我們已經(jīng)在規(guī)格書中提供重要部分的曲線圖來揭示這些信息。 當(dāng)然, 它不是有趣的算術(shù)，但是他可以告訴你在給定的負(fù)載電流和環(huán)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(shí)省空間。學(xué)會(huì)計(jì)算溫度可以選適合的散熱器。
無論如何，綜上所述，我們?cè)谶@里幫助您處理問題，找到更多的關(guān)于散熱器和熱管理的信息。
另外一些有用的公式：
計(jì)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(jì)算最小要求的散熱器阻抗
Rs-a = (125ºC -Tamb - (Rjb x Power)) / Power
計(jì)算最大負(fù)載電流 （給定散熱器）
Imax = (125ºC - Tamb) / ((Rs-a x Vf) + (Rjb x Vf))
計(jì)算散熱片熱阻
Rs-a = (Tbp - Tamb) / Power
Rs-a = ((Tdie - (Rjb x Power)) - Tamb)
