优化散热器设计-通过过孔在PCB背面连接冷却垫
在我当前的项目之一中，我使用D2PAK封装中的MC7805从可用的24 VDC电源生成5 V的逻辑电源。电路所需的电流为250 mA。这导致MC7805的功耗为： P= （24 伏 − 5 伏 ）* 230 m A = 4.37 瓦 P=(24 V−5 V)∗230 mA=4.37 WP=(24\ V-5\ V)*230\ mA=4.37\ W 必须将PCB组装到带有MC7805的小塑料外壳中。安排是这样的： 因此，像这样的散热器是不可能的。此外，外壳本身的体积很小，并且会发热。 解决该散热问题的第一步是在焊盘上增加通孔，并在PCB的另一侧制作裸露的焊盘。这样，我想消散外壳外部的热量。显然，这还不够好，因为大约一分钟后MC7805的热过载保护装置开始起作用。 因此，我在PCB背面的裸露焊盘上添加了一个小的散热器，现在看来它可以正常工作（散热器仍然很热！）。 除了我的反复试验方法之外，我还想更好地了解这种热设计并对其进行优化（到目前为止，我无法说出结点的温度是多少，因此我不知道这种方法的可靠性如何。 ）。 我已经读过其他几个问题，但到目前为止，我仍然不太清楚（甚至将功率视为电流，将温度视为电压，将电阻视为热阻，热设计始终使我感到困惑...） 因此，对于这种设计，我会有两个问题： 使用过孔时，过孔的镀层会传导热量，而过孔中的空气或多或少会被隔离。因此，如果未填充焊料，则需要最大化通孔的铜面积，以最小化上下层的热阻。当我保持阻焊层保持打开状态时，应在通孔上覆盖焊锡膏，并在回流焊接时进行填充。为了使顶层和底层之间的热阻最小，我认为最好具有尽可能大的“孔”面积。这个假设正确吗？ 有没有一种“令人难以置信的复杂”方式来计算结与底焊盘之间的热阻？ 如果没有，我可以以某种方式测量此热阻（使用温度传感器吗？ 由于顶垫和D2PAK外壳也会散发一些热量。我可以（按照电阻的类比）将它们并联吗？该系统的热敏电阻网络如何？ 我想进一步优化该散热设计。 我无法增加外壳和PCB的尺寸。 我无法添加粉丝。 我无法增加顶层垫的尺寸。 我已经将底垫的尺寸增加到最大可能的20 mm x 20 mm（上图提到两个垫均为15 mm x 15 …