如何计算铝制扁材的热阻
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您可以使用此计算器为平板运行一些数字（您的设计应具有鳍片）。请注意，尝试次数有限，并且需要空气速度参数。从降额曲线中插入所需的外壳温度，稍后再进行讨论。
你被TIP122卡住了吗？TO-220包装怎么样？TIP122和TO-220均仅适用于中功率应用。高功率晶体管和金属罐封装可以更好地满足此类应用的需求。
高功率，中功率或小信号晶体管之间的差异不仅在于封装，还在于器件的结构。[TIP122 数据表的最大额定值表]表明，它在25°C的空气中具有2W的最大集电极功耗Pc，在Tc = 25°C的情况下具有65W的最大集电极功耗。第二个统计数据假定您可以有一个无限的散热器，并将其与最终的散热器化合物连接到TO-220上的卡舌（从技术上讲，情况如此，但卡舌很重要），这样散热器的卡舌位于25 ℃。即使在这种情况下，您担心的晶体管结也会超过150°C。结点和接线片之间存在热阻。（旁注：我同意jluciani-我喜欢125°C或更低温度的硅）。（旁注2：BJT上的金属散热片通常连接到集电极，因此您要连接一个3A的源，其电压要大于发射极/接地的电压，并且不要将其放置在可能短路的地方出来）
看一下降额曲线（TIP122数据表中的图5）：
如果需要耗散72W，则根本无法做到。如果需要36W，则必须将散热器的温度保持在比环境温度（25°C）低50°C以下。正是这种50度的温度梯度为您提供了功耗。将该曲线与大功率晶体管（例如MJ11022）进行比较：
现在，在晶体管损坏之前很久，您的散热器就有烧伤的危险。72W对应高于环境温度近100°C，36W对应于几乎150°C的绝对工作温度。如果要非常热地运行，请当心热循环。
我强烈建议您使用大功率TO-3或TO-204晶体管代替TIP122。
你可能会需要一个非常大的板或移动的空气相当数量。
TIP122的开机时间是几点？如果导通时间大于100mS，那么您将消耗72W而不是36W。您需要查看瞬态热响应曲线以确定降额。
您需要在晶体管外壳和接收器（或极板）之间的接口上留一些热阻。
假设您的导通时间少于1mS，那么您的功耗为36W。查看On-Semi数据表-
Rjc = 1.92 degC / W最大值 绝对最高结温= 150degC（我不会超过125degC）
T =（Rjc + Rcs + Rsa）* Pd
125 =（1.92 + 0.5 + Rsa）* 36
Rsa = 1.05degC / W（减去Rcs时与您的计算结果一致）
如果您查看散热器供应商数据表，则可以了解尺寸。结帐http://www.aavidthermalloy.com/
要计算动态环境中的功率耗散或Rθjc或Rθja的变化（即脉冲电流），这不是那么简单的过程。您必须查看制造商提供的所谓“典型热响应”曲线。从该曲线可以得到“瞬态热阻”（归一化或实际的Zθ）。无论如何，我现在无法进行详细的计算。大致而言，在35oC的环境中，如果要从TO-3机箱中散发出35W的热量，并通过自然冷却将散热器温度保持在55oC左右，则需要一块3mm厚，边长为16cm的灰色铝板（即210克）。该板应以垂直排列的方式自由地从两侧辐射，并且设备必须紧密安装在板的中央。不要忘记在计算中包括两种金属接触所引起的热损失。实际上，35W功率接近使用金属板和自然冷却所能散发的最大功率（即，铝金属板400 cm2、5mm厚度，0.5Kg，垂直排列，一侧自由，或者两侧均为50W）。在此能力之上，您必须使用鳍式散热器（自然的或强制的），这不难计算和构建
这是我进行散热设计的方式。永远不要理解热阻的概念。充满假设！！无论如何，如果要使用热阻进行计算，则必须在满负荷或半负荷下测量实际外壳温度随时间的变化。
我知道这是一个旧线程，但是我发现它正在研究这个主题，并且想要更正/添加一些内容。jluciani给出的寻找散热器所需热阻的公式基本上是正确的，但缺少环境温度（Ta）的项。等式应为：
Tj =（Rjc + Rcs + Rsa）* Pd + Ta
其中Tj是结的最高目标温度。我将使用125摄氏度作为结点的最高温度，以在环境温度超过标准25摄氏度时提供安全裕度。这给出：
125 =（1.92 + 0.5 + Rsa）* 36 +25
Rsa =（125-25）/ 36-1.92-0.5 = 0.3577摄氏度/瓦
寻找实现此低热阻所需的铝板尺寸的下一部分要复杂得多，但是此博客https://engineerdog.com/2014/09/09/free-resource-heat-sink-design一个方程式的简单实现/给出了一个非常简单的经验法则，它由以下公式给出：
面积=（50 / Rsa）^ 2 cm2
不幸的是，该公式适用于带翅片的无源散热器，我相信作者打错了字并表示面积= 50×（1 / Rsa）^ 2。鳍片有很大的不同。望着这个在线计算器的结果之后https://www.heatsinkcalculator.com/free-resources/flat-plate-heat-sink-calculator.html从一系列的被动散热厂商和数据表我做了一点曲线拟合，并提出了这个更全面的球场规则：
面积=（20 * 1 /（1+流量）* 1 /（0.25 + h）* 1 / Rsa）^ 2 cm2
流量是指冷却风扇中以cfm为单位的流量，h是所有散热片的高度。
对于OP中的情况，没有强制冷却，因此流量= 0，并且没有散热片，因此h = 0，该公式简化为：
面积=（80 / Rsa）^ 2
鉴于我们需要的热阻<= 0.3577，冷却OP中的晶体管所需的极板尺寸为：
面积=（80 / 0.3577）^ 2
= (223.6 cm)^2
这可能太大了，无法实用。
正如Kevin Vermeer指出的那样，此服务中的这种特殊晶体管并不真正适合于被动冷却。但是，通过添加散热片和相当适中的冷却风扇，可以显着减小散热器的尺寸，如此链接底部的图表所示 https://www.designworldonline.com/how-to-select-a -适合的散热器/＃_
保持平板状态并添加相当好的100cfm气流的PC冷却风扇，可以将平板尺寸减小为：
面积=（80 /（0.3577 *（1 + 100/8）））^ 2
=(16.56 cm)^2
挤压的铝可以长条状购买，带散热片，并且使用带有3cm散热片的散热片，并且没有冷却风扇，散热片的尺寸应为：
面积=（20 * 1 /（0.25 + 3）* 1 / 0.3577）^ 2
=(17.2 cm)^2
最后，将100cfm和3cm鳍片的强制冷却组合在一起可以得出：
面积=（17.2 /（1 + 100/8））^ 2
=(1.27 cm)^2
笔记：
压降和机柜中其他热组件的接近会降低效率。
灰尘进入会使散热器隔热，并导致冷却风扇减速并随着时间的流逝而失效。
散热片远大于部件的接触面积，由于散热必须传播到散热片的末端，因此散热效率降低
遵循通常的指导原则，即在接触面之间使用一薄层合适的传热化合物来确保与要冷却的组件良好接触。
对于极小或较大的散热器，此公式的结果应引起怀疑。例如，在最后一个结果中，冷却风扇半径比散热器大得多，因此大多数气流不会在靠近散热片的地方流动，因此结果令人怀疑。否则，这是一个很好的近似值。
出于安全考虑，最好在您认为环境空气温度高出25度的同时，从组件的最高目标温度中减去25度的安全裕度。
不要使用此公式来设计核电站的冷却系统。
在http://www.heatsinkcalculator.com/blog/how-to-design-a-flat-plate-heat-sink/上有一篇很棒的博客文章，详细介绍了调整平板尺寸所需的计算用作散热器。他们还为电子表格提供了计算结果，但是您必须提供电子邮件地址才能获得下载链接。