การคำนวณกำลังของชุดระบายความร้อน

อุปกรณ์ใด ๆ มีการสูญเสียจำนวนหนึ่งระหว่างการทำงาน และการสูญเสียส่วนใหญ่จะกลายเป็นความร้อน อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำมีการสูญเสียต่ำและไม่จำเป็นต้องใช้แผ่นระบายความร้อน อุปกรณ์กำลังสูงมีการสูญเสียมาก หากไม่ใช้มาตรการระบายความร้อน อุณหภูมิของแม่พิมพ์อาจถึงหรือเกินกว่าอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อที่อนุญาต และอุปกรณ์จะเสียหาย จึงต้องเพิ่มอุปกรณ์ระบายความร้อน ที่ใช้กันมากที่สุดคือการติดตั้งอุปกรณ์จ่ายไฟบนหม้อน้ำ ใช้หม้อน้ำเพื่อกระจายความร้อนไปยังพื้นที่โดยรอบ และเพิ่มพัดลมระบายความร้อนเมื่อจำเป็นเพื่อเพิ่มการระบายความร้อนและการกระจายความร้อนที่ความเร็วลมระดับหนึ่ง แผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำเย็นไหลยังใช้กับอุปกรณ์จ่ายไฟของอุปกรณ์ขนาดใหญ่บางชนิด ซึ่งมีผลการกระจายความร้อนได้ดีกว่า การคำนวณการกระจายความร้อนคือการกำหนดมาตรการการกระจายความร้อนที่เหมาะสมและตัวระบายความร้อนผ่านการคำนวณภายใต้สภาวะการทำงานบางอย่าง ติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าบนหม้อน้ำ ทิศทางการไหลของความร้อนหลักมาจากดายไปยังด้านล่างของอุปกรณ์ และความร้อนจะกระจายไปยังพื้นที่โดยรอบผ่านฮีตซิงก์ หากไม่มีพัดลมให้ระบายความร้อนด้วยความเร็วลมระดับหนึ่ง เรียกว่าการระบายความร้อนตามธรรมชาติหรือการกระจายความร้อนแบบหมุนเวียนตามธรรมชาติ

กระบวนการถ่ายเทความร้อนมีความต้านทานความร้อนบางอย่าง ความต้านทานความร้อนที่ถ่ายโอนจากแม่พิมพ์อุปกรณ์ไปยังด้านล่างของอุปกรณ์คือ R JC ความต้านทานความร้อนระหว่างด้านล่างของอุปกรณ์กับแผงระบายความร้อนคือ R CS ความต้านทานความร้อนของแผงระบายความร้อนเพื่อกระจายความร้อนไปยังพื้นที่โดยรอบคือ R SA และความต้านทานความร้อนรวม R JA =R JC+R CS+R SA หากการสูญเสียพลังงานสูงสุดของอุปกรณ์คือ PD และเป็นที่ทราบกันว่าอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อที่อนุญาตของอุปกรณ์คือ TJ และอุณหภูมิแวดล้อมคือ TA ค่าความต้านทานความร้อนรวมที่อนุญาต R JA สามารถหาได้จากสูตรต่อไปนี้

R JA≤(TJ-TA)/PD

จากนั้นคำนวณความต้านทานความร้อนสูงสุดที่อนุญาต R SA จากหม้อน้ำจนถึงอุณหภูมิแวดล้อมเป็น

R SA≤({T_{J}-T_{A}}\over{P_{D}})-(R JC+R CS)

ในการพิจารณาออกจากห้องเพื่อการออกแบบ โดยทั่วไป TJ จะถูกตั้งค่าไว้ที่ 125 °C อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมควรพิจารณาในกรณีที่แย่กว่านั้น โดยทั่วไปกำหนด TA=40℃ 60℃ ขนาดของ R JC สัมพันธ์กับขนาดของแม่พิมพ์และโครงสร้างแพ็คเกจ ซึ่งโดยทั่วไปจะพบได้ในข้อมูลอุปกรณ์ ขนาดของ R CS นั้นสัมพันธ์กับเทคโนโลยีการติดตั้งและบรรจุภัณฑ์ของอุปกรณ์ หากอุปกรณ์ได้รับการติดตั้งพร้อมแผ่นระบายความร้อนหลังจากใช้จาระบีระบายความร้อนหรือแผ่นระบายความร้อน ค่าทั่วไปของ R CS คือ 0.1 0.2 ℃/W หากพื้นผิวด้านล่างของอุปกรณ์ไม่มีฉนวนและต้องใช้แผ่นไมกาเพิ่มเติมเพื่อเป็นฉนวน R CS ของมันสามารถเข้าถึง 1 ℃ / W PD คือการสูญเสียพลังงานสูงสุดจริงซึ่งสามารถคำนวณได้ตามสภาพการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ . ด้วยวิธีนี้ สามารถคำนวณ R SA และสามารถเลือกหม้อน้ำที่เหมาะสมตามค่า R SA ที่คำนวณได้