CALCULADORA DE ARREFECIMENTO DE COMPONENTES ELETRÓNICOS

Calculadora de Resistência Térmica

Calcular a resistência térmica máxima admissível do dissipador de calor, estimar a temperatura de junção e verificar a margem térmica em estado estacionário para um percurso de arrefecimento de semicondutores.

RθSA obrigatório Estimativa de junção Conversão °C / °F
Iniciar o cálculo Validação térmica
REDE TÉRMICA ESTADO ESTÁVEL · REV 2
PD 35 W FONTE DE CALOR
TJ 87,3 °C
RθSA 0,80 °C/W
TA 40,0 °C
PERCURSO TÉRMICO TJ = TA + PD × (RθJC + RθCS + RθSA)

VERIFICAÇÃO TÉRMICA INTERATIVA

Dimensionar o dissipador de calor e verificar a temperatura da junção

Introduza a carga térmica real, o limite da temperatura ambiente, o percurso do pacote, a resistência de interface e a capacidade nominal do dissipador de calor selecionado.

01

LIMITES DE FUNCIONAMENTO

Carga térmica e temperatura

W
Calor gerado com a carga de trabalho nominal sustentada.
°C
°C
°C
Subtraído do limite máximo da junção.
02

PERCURSO TÉRMICO DA SÉRIE

Pacote, Interface e Recetor

°C/W
Utilize o pacote exato e a superfície do caso modelada.
°C/W
Incluir o TIM, a pressão de montagem e a qualidade do contacto.
°C/W
Utilize a classificação com o caudal de ar e a orientação previstos.
Não introduza RθJA como RθJC. Estas métricas utilizam limites térmicos diferentes.
RESISTÊNCIA MÁXIMA PERMITIDA DO DISIPADOR DE CALOR ≤ 1,02 °C/W Escolha um valor de RθSA mais baixo para obter uma maior margem de arrefecimento.
Design Junction: Objetivo 95,0 °C
Junção estimada 87,3 °C
Percurso total máximo 1,57 °C/W
Percurso total selecionado 1,35 °C/W
Margem térmica 7,8 °C
Utilização do orçamento 85.9%
Caso estimado73,3 °C
Base estimada do lava-loiça68,0 °C
VERIFICAÇÃO TÉRMICA PRELIMINAR APROVADA

A solução selecionada continua abaixo do objetivo de projeto. Verifique o fluxo de ar, a montagem, a aplicação do TIM e a carga de trabalho no hardware finalizado.

MODELO ATIVO TJ = TA + PD × (RθJC + RθCS + RθSA)
Análise Térmica

FLUXO DE TRABALHO PRÁTICO

Utilizar o resultado como verificação preliminar do projeto térmico

Passe da carga térmica calculada para a seleção do dissipador de calor e, em seguida, verifique o invólucro completo nas piores condições de funcionamento.

01

Definir a carga térmica

Utilize a potência nominal do pacote ou uma estimativa conservadora das perdas na carga de trabalho de projeto sustentada.

02

Verificar o percurso de arrefecimento

Compare o limite de RθSA calculado com os dados do dissipador de calor, tendo em conta o fluxo de ar e a orientação previstos.

03

Validar a montagem

Medir as temperaturas no interior do invólucro final nas condições ambientais, de funcionamento das ventoinhas e de carga de trabalho mais desfavoráveis.

MÉTODO DE CÁLCULO

Um modelo de resistência térmica em série em estado estacionário

O aumento de temperatura disponível é distribuído pelo invólucro, pela interface e pelo dissipador de calor.

01

Design Junction: Objetivo

TJ,alvo = TJ,máx − Margem
02

Percurso total máximo

Rθpath,max = (TJ,target − TA) ÷ PD
03

Desempenho exigido do dissipador de calor

RθSA,max = Rθpath,max − RθJC − RθCS
04

Temperatura estimada da junção

TJ,est = TA + PD × (RθJC + RθCS + RθSA)
Limites do modelo: Esta calculadora parte do princípio de que existe um percurso dominante e em estado estacionário entre a junção, a caixa, o dissipador e o ar. Não substitui os testes de impedância em regime transiente, de fluxo de ar ou térmicos de todo o sistema.

QUALIDADE DA ENTRADA

Utilize entradas térmicas que correspondam à montagem real

A precisão dos dados introduzidos é mais importante do que as casas decimais adicionais.

PD

Dissipação de calor

Utilize a potência nominal da embalagem ou a perda calculada do dispositivo numa carga de trabalho sustentada no pior cenário possível, e não a potência total de entrada do sistema.

TA

Temperatura ambiente na entrada

Utilize o ar que entra no dissipador de calor no interior do invólucro, incluindo o ar de recirculação e as fontes de calor próximas.

RθJC

Caminho do pacote

Utilize o valor exato da embalagem para a superfície da caixa ligada ao conjunto de arrefecimento.

RθCS

Resistência de interface

Ter em conta o TIM, a espessura da linha de colagem, a planicidade da superfície, a área de contacto e a pressão de montagem.

RθSA

Capacidade do dissipador de calor

Utilize os valores nominais para o caudal de ar previsto, a rede de condutas, a orientação e a temperatura de entrada.

Maior nível de confiançaHardware configurado e medido
Boa informação para a triagemCurvas do fabricante correspondentes
Apenas uma estimativa preliminarPressupostos conservadores

ÂMBITO DA ENGENHARIA

O que a calculadora abrange e o que ainda precisa de ser testado

Utilize o resultado como um balanço térmico inicial, e não como um registo de qualificação.

Incluído no modelo

  • Dissipação de calor num dispositivo em estado estacionário
  • Temperatura ambiente máxima na entrada
  • Margem de projeto da temperatura da junção
  • Percurso das séries RθJC, RθCS e RθSA
  • Temperaturas estimadas da junção, do invólucro e do dissipador

Verificar no equipamento final

  • Picos de potência transitórios e capacitância térmica
  • Fluxo de ar, curvas dos ventiladores, derivação e recirculação
  • Dissipação de calor na placa de circuito impresso e na caixa
  • Envelhecimento do TIM, variação na montagem e tolerâncias
  • Limitação térmica e variação da produção

CAMADA DE CONFIANÇA DE ENGENHARIA

Relacionar o cálculo com a validação documentada

Analise os métodos de teste internos, as configurações de referência e as orientações técnicas disponíveis para download antes da aprovação do projeto.
Métodos de validação Plataformas de referência PDFs de engenharia

REVISÃO DA CONFIGURAÇÃO TÉRMICA

Precisa de verificar o percurso de refrigeração em hardware real?

Indique o dispositivo, a potência contínua, a caixa de proteção, o intervalo de temperatura ambiente, o dissipador de calor, a ventoinha e as restrições mecânicas.

Solicitar revisão técnica

BIBLIOTECA DE FERRAMENTAS DE ENGENHARIA

Continuar a verificação do sistema de alimentação, da placa de circuito impresso e do projeto do sistema

Passe do dimensionamento térmico para o fornecimento de energia, o projeto de placas de circuito impresso, as folgas mecânicas e o planeamento da fiabilidade.

Ferramentas elétricas e térmicas

ORÇAMENTO DE ENERGIA Calculadora de consumo de energia CC

Calcular a carga do sistema, a corrente de alimentação, as perdas de conversão e a capacidade de fornecimento.

Abrir a calculadora ALIMENTAÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA Calculadora de alimentação de 12 V / 24 V

Compare os valores de consumo de corrente e de alimentação mínima a 12 V e 24 V.

Abrir a calculadora ARREFECIMENTO DA CPU Calculadora da margem térmica da CPU

Compare a temperatura do processador com o seu limite de funcionamento e a margem de segurança prevista.

Verificar a margem de desempenho da CPU ALIMENTAÇÃO DO SISTEMA Calculadora do consumo de energia para placas-mãe Mini-ITX

Elaborar um orçamento de potência ao nível dos componentes para uma plataforma Mini-ITX incorporada.

Elaborar o orçamento energético

Ferramentas para PCB e sistemas

Calculadora da largura das pistas de uma placa de circuito impressoCalcular a largura da linha → Calculadora de queda de tensão em placas de circuito impressoVerificar a queda de tensão → Conversor de peso do cobre em placas de circuito impressoConverter o peso do cobre → Calculadora de corrente em vias de PCBVerificar através da conta corrente → Calculadora de impedância de PCBCalcular a impedância → Verificador de dimensões e espaço livre para placas Mini-ITXVerificar as distâncias de segurança → Calculadora do MTBF de PCs industriaisEstimativa do MTBF →

PERGUNTAS FREQUENTES SOBRE PROJETO TÉRMICO

Perguntas sobre a Calculadora de Resistência Térmica

Utilize estas respostas para evitar os erros mais comuns no dimensionamento de dissipadores de calor.

Cada resposta centra-se nos dados de entrada, nas fórmulas e nos limites utilizados por esta calculadora.

Faça uma pergunta sobre termodinâmica
Como se calcula a resistência térmica necessária do dissipador de calor?

Subtraia RθJC e RθCS da resistência admissível entre a junção e o ambiente: (TJ,alvo − TA) ÷ PD. Selecione um dissipador de calor com RθSA igual ou inferior a esse resultado.

Que dissipador de calor RθSA é necessário para um processador de 35 W?

Depende da temperatura ambiente, do valor alvo da junção, de RθJC e de RθCS. Com os valores predefinidos, o valor máximo admissível de RθSA é de aproximadamente 1,02 °C/W.

Como posso calcular a temperatura da junção a partir de RθJC e RθSA?

Some RθJC, RθCS e RθSA, multiplique pelo valor da dissipação de calor do dispositivo e, em seguida, some a temperatura ambiente na entrada. O resultado é a temperatura de junção estimada em estado estacionário.

É possível converter a resistência térmica de °C/W para °F/W?

Sim. Multiplique °C/W por 1,8 para obter °F/W. A conversão de unidades permite converter temperaturas e resistências térmicas, mantendo a mesma condição de projeto físico.

Por que razão uma temperatura ambiente mais elevada reduz a margem térmica?

Uma temperatura mais elevada do ar de entrada reduz o aumento de temperatura admissível entre a temperatura ambiente e a temperatura-alvo da junção, pelo que o percurso de arrefecimento deve apresentar uma resistência térmica total mais baixa.

Esta calculadora permite determinar as dimensões de um dissipador de calor com ventilação?

Sim, quando o valor de RθSA introduzido corresponder ao caudal de ar pretendido e à resistência do sistema. Verifique as curvas do ventilador, o bypass, a recirculação, a degradação e a temperatura do invólucro no equipamento já montado.