TO-220, TO-247 및 기타 패키지의 표준 방열판 크기는 얼마인가?
TO-220 패키지의 표준 방열판 크기는 일반적으로 폭 19.0mm, 깊이 12.7mm, 높이 10.0mm이며, TO-247 패키지는 일반적으로 25.4mm x 15.2mm, 높이 15.0mm의 더 큰 면적을 필요로 합니다. 이러한 치수는 보편적인 표준이 아니라 전력 손실, 공기 흐름 및 열저항 요구 사항에 따라 조정해야 하는 기본 사양입니다. 자연 대류 조건의 일반적인 10와트 TO-220 애플리케이션의 경우, 열저항이 8.0°C/W인 30.0mm x 20.0mm 알루미늄 방열판이 접합부 온도를 125°C 미만으로 유지하기 위한 최소 실용 크기입니다.
TO-220 및 TO-247 방열판의 정확한 장착 치수는 무엇인가요?
방열판을 선택할 때 가장 중요한 제약 조건은 장착 구멍 패턴입니다. TO-220 패키지의 경우 표준 장착 구멍 간격은 두 리드 사이가 2.54mm이고 장착 구멍과 중앙 리드 사이가 5.08mm입니다. 일반적인 장착 구멍 직경은 M3 나사를 수용하기 위해 3.2mm이며, 구멍 중심 간격은 10.0mm입니다. TO-247 패키지의 경우 장착 구멍 간격은 리드 사이 5.08mm로 증가하고, 구멍 직경은 M4 나사용으로 4.2mm이며 중심 간격은 15.2mm입니다. 장착 탭의 두께는 TO-220의 경우 1.2mm, TO-247의 경우 1.5mm로, 이는 일반적으로 각각 1.5mm 및 2.0mm인 필요한 방열판 슬롯 깊이에 직접적인 영향을 미칩니다.
주어진 전력 손실에 대해 얼마나 많은 방열판 표면적이 필요한가요?
필요한 표면적은 온도 차이를 소비 전력으로 나누어 계산하는 열저항 예산에 따라 달라집니다. 접합부-케이스 열저항이 3.0°C/W이고 최대 접합부 온도가 150°C인 TO-220 패키지가 25°C 주변 온도에서 작동하는 경우, 10와트 부하는 열저항이 9.5°C/W를 초과하지 않는 방열판을 필요로 합니다. 표면적이 약 50cm²인 자연 대류 알루미늄 방열판은 약 10°C/W를 제공하는 반면, 2m/s의 공기 흐름을 가진 강제 공기 방열판은 단지 20cm²의 표면적으로 동일한 열저항을 달성할 수 있습니다. 경험적으로, 자연 대류를 사용할 때 전력 손실이 5와트 추가될 때마다 표면적을 두 배로 늘려야 합니다.
이러한 패키지에 가장 좋은 성능을 제공하는 방열판 프로파일 형상은 무엇인가요?
압출 알루미늄 핀 프로파일은 TO-220 및 TO-247 패키지에 가장 효율적인 형상으로, 동일한 면적의 평판보다 열 성능이 30~40% 향상됩니다. 각각 두께 1.5mm, 높이 10.0mm인 6개의 핀이 있는 표준 25.0mm 폭 압출물은 TO-220 패키지의 경우 75mm 길이에서 6.5°C/W의 열저항을 제공합니다. TO-247 패키지의 경우 각각 두께 2.0mm, 높이 15.0mm인 8개의 핀이 있는 40.0mm의 더 넓은 프로파일이 동일한 길이에서 4.0°C/W를 제공합니다. 접힌 핀 디자인의 스탬핑 알루미늄 방열판은 5와트 미만의 저전력 애플리케이션에 적합하지만, 일반적으로 동일한 치수의 압출 프로파일보다 열저항이 20% 더 높습니다.
일반적인 방열판 크기에 대한 표준 열저항 값은 무엇인가요?
아래 표는 자연 대류 조건에서 TO-220 및 TO-247 패키지와 함께 사용되는 표준 알루미늄 방열판 크기에 대한 일반적인 열저항 값을 제공합니다. 이 값은 방사율을 0.1에서 0.9로 향상시키고 알루미늄 표면에 비해 열저항을 약 15% 감소시키는 검정 무양극산화 처리를 가정합니다.
| 패키지 | 방열판 크기 (mm) | 표면적 (cm²) | 열저항 (°C/W) | 75°C 상승 시 최대 전력 |
| TO-220 | 19 x 12.7 x 10 | 15 | 15.0 | 5 W |
| TO-220 | 25 x 20 x 15 | 30 | 9.0 | 8 W |
| TO-220 | 30 x 25 x 20 | 50 | 6.0 | 12 W |
| TO-247 | 25.4 x 15.2 x 15 | 35 | 8.0 | 9 W |
| TO-247 | 40 x 30 x 20 | 80 | 4.5 | 16 W |
| TO-247 | 50 x 40 x 30 | 140 | 3.0 | 25 W |
열 인터페이스 재료가 필요한 방열판 크기를 어떻게 바꾸나요?
열 인터페이스 재료(TIM)는 접촉 저항을 추가하여 총 열저항을 직접 증가시키므로, 동일한 전력 손실에 대해 더 큰 방열판이 필요합니다. 그리스가 있는 건식 운모 절연체의 열저항은 0.5°C/W이고, 두께 0.25mm의 실리콘 패드는 1.0°C/W를 제공하며, 상변화 재료는 0.2°C/W를 제공합니다. 그리스 대신 실리콘 패드를 사용하는 경우, 이를 보상하기 위해 방열판의 열저항이 10% 낮아야 하며, 이는 표면적이 15% 증가함을 의미합니다. 15와트 이상의 고전력 TO-247 애플리케이션의 경우, TIM 기여도를 0.3°C/W 미만으로 최소화하기 위해 상변화 재료를 사용하거나 절연 없이 직접 장착하는 것이 좋습니다.
표준 크기 대신 맞춤형 방열판을 선택해야 하는 경우는 언제인가요?
애플리케이션에 비표준 장착 구멍 패턴, 특정 인클로저에 맞추기 위한 비정형 형상, 또는 표준 압출물로 충족할 수 없는 2.0°C/W 미만의 열저항이 필요한 경우 맞춤형 방열판을 선택해야 합니다. 맞춤형 압출 방열판은 새 프로파일 다이에 대한 금형 비용이 800~1,500 USD이고, 최소 주문 수량은 500개이며, 리드 타임은 3~4주입니다. 스탬핑 맞춤형 방열판은 10,000개 이상의 대량 생산에 더 경제적이며, 금형 비용은 500~2,000 USD이고 개당 가격은 0.05 USD까지 낮출 수 있습니다. 100개 미만의 수량의 경우 표준 블록에서 맞춤형 방열판을 가공하는 것이 가장 비용 효율적인 옵션으로, 일반적인 가격은 개당 3~8 USD이고 리드 타임은 5일입니다.
공기 흐름과 방향이 표준 방열판 크기에 어떤 영향을 미치나요?
강제 공기 냉각은 필요한 방열판 크기를 획기적으로 줄이며, 2m/s의 공기 흐름은 자연 대류에 비해 열저항을 50~60% 낮춥니다. 자유 공기에서 열저항이 4.5°C/W인 40 x 30 x 20mm 방열판은 2m/s의 공기 흐름에서 2.0°C/W로 떨어져 동일한 TO-247 패키지가 9와트 대신 20와트를 방출할 수 있습니다. 방향도 중요합니다. 공기 흐름에 따른 수직 핀 정렬은 수평 핀보다 성능을 10% 향상시키고, 45도 기울이면 자연 대류 성능이 15% 감소합니다. 수직 PCB에 방열판을 장착할 때는 굴뚝 효과 공기 흐름을 촉진하기 위해 핀이 수직으로 향하도록 하여 열 성능을 20% 향상시킬 수 있습니다.
이러한 패키지용 방열판 선택 시 흔한 실수는 무엇인가요?
가장 흔한 실수는 장착 인터페이스의 열저항을 무시하는 것으로, 제대로 고려하지 않으면 총 열저항에 30~50%가 추가될 수 있습니다. 또 다른 빈번한 오류는 평균 전력이 아닌 최대 전력 손실에 비해 너무 작은 방열판을 사용하여 과도 부하 중에 접합부 온도가 150°C 최대값을 초과할 수 있다는 점입니다. 엔지니어들은 또한 해발 고도의 영향을 간과하는데, 자연 대류 성능은 해발 100미터마다 1%씩 저하되어 1,500미터에서는 15% 더 큰 방열판이 필요합니다. 마지막으로, 습한 환경에서 무코팅 알루미늄 방열판을 사용하면 장착 인터페이스에 부식이 발생하여 시간이 지남에 따라 열저항이 20% 증가할 수 있습니다.
FAQ
5와트에서 TO-220 패키지의 최소 방열판 크기는 무엇인가요?
75°C 온도 상승에서 5와트 TO-220 패키지의 최소 실용 방열판 크기는 19.0mm x 12.7mm x 10.0mm이며, 15.0°C/W의 열저항을 제공합니다. 이 크기는 25°C 주변 온도와 자연 대류 조건의 애플리케이션에 적합하며, 3.0°C/W의 접합부-케이스 저항으로 접합부 온도가 약 115°C가 됩니다. 주변 온도가 40°C를 초과하면 방열판 표면적을 30% 늘려야 합니다.
TO-220 및 TO-247 패키지에 동일한 방열판을 사용할 수 있나요?
장착 구멍 간격(TO-220의 경우 10.0mm 대 TO-247의 경우 15.2mm)이 다르고 탭 두께(1.2mm 대 1.5mm)가 다르기 때문에 두 패키지에 동일한 방열판을 직접 사용할 수 없습니다. 그러나 10.0mm와 15.2mm 간격이 모두 있는 다중 장착 구멍 패턴의 방열판이나 두 패키지 폭을 모두 수용하는 범용 클립을 사용할 수 있습니다. 열 성능은 달라지며, TO-247 패키지는 접합부-케이스 저항이 더 낮으므로 TO-220용으로 설계된 방열판은 동일한 전력에서 TO-247에는 과대 사양이 됩니다.
이러한 패키지용 스탬핑 방열판과 압출 방열판의 비용 차이는 무엇인가요?
스탬핑 방열판은 10,000개 이상의 수량에서 개당 0.03~0.15 USD이고, 압출 방열판은 동일한 수량에서 개당 0.15~0.50 USD입니다. 스탬핑 방열판의 금형 비용은 500~2,000 USD인 반면 압출 다이는 800~1,500 USD이므로, 매우 대량 생산에는 스탬핑 부품이 더 경제적입니다. 100개 미만의 프로토타입 수량의 경우 가공 알루미늄 방열판이 개당 3~8 USD로 가장 실용적인 옵션입니다.
20와트에서 TO-247 패키지의 방열판 크기를 어떻게 계산하나요?
최대 접합부 온도 150°C, 주변 온도 25°C에서 20와트 TO-247 패키지의 경우 총 열저항은 6.25°C/W여야 합니다. 접합부-케이스 저항 0.5°C/W와 TIM 저항 0.2°C/W를 빼면 필요한 방열판 저항은 5.55°C/W입니다. 열저항이 4.5°C/W인 40 x 30 x 20mm 방열판이나 3.0°C/W인 50 x 40 x 30mm 방열판은 안전 여유를 두고 적절한 냉각을 제공합니다.
가장 좋은 열 성능을 제공하는 방열판 마감은 무엇인가요?
검정 무양극산화 마감이 가장 우수한 열 성능을 제공하며, 방사율이 0.1에서 0.9로 증가하여 알루미늄 표면에 비해 열저항이 15% 감소합니다. 투명 무양극산화 마감은 성능에 미치는 영향이 미미하며, 도장 마감은 열저항을 20% 줄일 수 있지만 벗겨질 수 있는 층을 추가합니다. 옥외 또는 부식성 환경에서는 크로메이트 전환 코팅이 권장되지만, 알루미늄 표면에 비해 열적 이점은 없습니다.
더 큰 수동 방열판 대신 팬이 있는 방열판을 사용해야 하는 경우는 언제인가요?
사용 가능한 보드 공간이 제한된 경우 팬 냉각 방열판을 사용해야 합니다. 5V 팬이 있는 20 x 20 x 10mm 방열판은 10와트를 방출할 수 있는 반면, 수동 방열판은 동일한 전력에 대해 최소 50cm²의 표면적이 필요합니다. 팬 냉각 방열판은 주변 온도가 높거나 빠른 냉각이 필요한 빈번한 과도 부하가 발생하는 경우에도 선호됩니다. 그러나 팬은 평균 고장 간격이 40,000시간인 신뢰성 문제를 도입하므로, 유지보수 없이 10년 수명이 필요한 애플리케이션에는 수동 방열판이 필수적입니다.
소량 주문 시 맞춤형 압출 방열판의 리드 타임은 얼마나 되나요?
100~1,000개 소량의 맞춤형 압출 방열판 리드 타임은 3~4주이며, 다이 제작에 1주, 압출, 절단 및 마감에 2~3주가 포함됩니다. 표준 압출 프로파일의 맞춤형 길이가 필요한 경우 리드 타임은 1~2주이며 금형 비용이 없고 최소 주문 수량은 50개입니다. 긴급한 요구 사항의 경우 최대 50개 수량의 가공 맞춤형 방열판에 대해 5일 특급 서비스를 제공합니다.
귀하의 특정 방열판 요구 사항에 대해 무료 열 시뮬레이션 및 설계 권장 사항과 함께 12시간 견적 서비스를 제공합니다. 이메일: sc@bquq.com, WhatsApp: +86 13713157787로 문의하거나 www.bquq.com을 방문하여 TO-220, TO-247 또는 맞춤형 패키지 냉각 요구 사항을 논의하십시오.
