功耗计算器
计算半导体的散热和结温。确定散热器要求和热管理。
功率热散热器结温线性稳压器MOSFET
计算器
V
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°C/W
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°C
°C
使用说明
此功耗计算器帮助您确定元件是否会过热以及是否需要散热器。 它根据功耗和热阻计算结温。
- 选择封装预设 — 使用常见封装的热参数快速开始
- 选择元件类型 — 线性稳压器、MOSFET、BJT或电阻
- 输入电压和电流 — 根据您的电路条件
- 设置热阻 — 从元件数据手册获取（θJC、θJA）
- 启用散热器 — 如果使用，输入θCS和散热器的θSA
- 点击计算 — 获取结温和热状态
热理论
热量从半导体结通过一系列热阻流向环境空气。 理解这条热路径对于可靠的设计至关重要。
热模型
将热流想象成电流：温差就像电压，功率就像电流，热阻就像电阻。
关键公式
结温：Tj = Ta + (Pd × Rθja)
带散热器：Rθja = Rθjc + Rθcs + Rθsa
线性稳压器功率：Pd = (Vin - Vout) × Iload
MOSFET功率：Pd = Rds(on) × I²
热阻链
- θJC（结-壳）：封装内部，由设计决定
- θCS（壳-散热器）：接口材料（导热膏、导热垫）
- θSA（散热器-环境）：静止空气中的散热器性能
- θJA（结-环境）：无散热器时的总热阻（来自数据手册）
封装比较
| 封装 | θJC (°C/W) | θJA (°C/W) | 最大功率* |
|---|---|---|---|
| TO-220 | 1.5 | 62 | 2W（无散热器） |
| TO-263 (D2PAK) | 2.0 | 40 | 3W（PCB散热） |
| TO-252 (DPAK) | 3.0 | 50 | 2.5W（PCB散热） |
| SOT-223 | 15 | 80 | 1.5W |
| SOT-23 | 50 | 200 | 0.5W |
| QFN (5x5) | 2 | 30 | 4W（带热焊盘） |
*25°C环境温度下，典型PCB安装的近似值
散热器选择
何时需要散热器？
- 结温超过最大额定值的80%
- 功耗超过封装能力
- 高环境温度环境
- 高功率持续运行
散热器类型
| 类型 | θSA范围 | 适用于 |
|---|---|---|
| 贴片式（小鳍片） | 20-40 °C/W | 1-3W, SOT-223 |
| 挤压铝型材 | 5-15 °C/W | 5-20W, TO-220 |
| 大型鳍片 | 1-5 °C/W | 20-50W |
| 风冷 | 0.5-2 °C/W | 50W+ |
导热界面材料
元件与散热器之间的界面会增加热阻（θCS）：
- 导热膏：0.1-0.5 °C/W（最佳性能）
- 导热垫：0.5-2.0 °C/W（方便，有绝缘选项）
- 云母片+导热膏：0.5-1.0 °C/W（电气绝缘）
- 干式安装：1-3 °C/W（不推荐）
常见问题
什么是安全的温度余量？
目标是至少低于最大结温20-30°C。这考虑了环境温度变化和元件老化。 50°C的余量为关键应用提供出色的可靠性。
为什么我的线性稳压器这么烫？
线性稳压器消耗的功率与电压降乘以电流成正比。 12V到5V稳压器在500mA时消耗 (12-5) × 0.5 = 3.5W，这是很大的功耗。 对于大电压差或高电流，考虑使用开关稳压器。
如何找到热阻值？
查看元件数据手册。寻找θJC（结-壳）和θJA（结-环境）。 θJA对于无散热器的设计很有用。对于散热器计算，您需要θJC加上散热器的θSA（散热器-环境）规格。
PCB铜箔有助于散热吗？
是的，非常有帮助。元件下方和周围较大的铜面积可降低有效热阻。 对于带有热焊盘的SMD封装（D2PAK、QFN），足够的铜面积至关重要。 使用热过孔将热量散布到内层。