Heatsink

功率半导体器件向环境的热量去除。

模块类型: AcausalElectricPowerSystems.Passive.Thermal.Heatsink

库中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Passive/Thermal/Heatsink

资料描述

座 Heatsink 模拟功率半导体器件散热的散热器。来自壳体的热量通过翅片，并由于对流而消散到环境温度。单元的描述假定环境是工作流体。

块中，能够使用表格式传热特性或基于散热器的几何形状使用经验公式来描述对流来设置参数。如果为参数 Convection 值已设置 Forced - specify flow speed，那么有必要设置通过输入端口*V*的流量。

参数化：表格特征

参数化块 Heatsink 使用表格特征，设置参数 Parameterization 价值 Datasheet 并设置参数值 Vector of temperature rises above ambient, T 及 Corresponding heat dissipated to ambient, Q_TLU1(T) .

如果为模拟选择了强制对流模式（参数 Convection 重要 Forced - specify flow speed），那么你需要设置参数值 Vector of temperature rises above ambient, T 及 Corresponding heat dissipated to ambient, Q_TLU2(T, v) .

参数化：对流传热系数和肋效率的表格值

为参数设置 Parameterization 价值 Tabulated convection and fin efficiency 参数化块 Heatsink 基于两个参数:

*对流传热系数作为流体流速的函数（对于强制对流）以及体温和环境温度之间的差异;

*肋的效率系数作为对流传热系数的函数。

计算耗散热量的公式如下:

哪里

-传热系数，根据液体的流速（用于强制对流）和外壳温度与环境温度之间的差异而设置;
-热交换的总表面积;
-效率系数的肋作为一个百分比，设置取决于对流传热系数。肋的效率系数是肋的实际散热量与整个表面处于体温时散热量的比值。该值取决于肋的几何形状及其热导率。

参数化：矩形平行边

如果为参数 Parameterization 值已设置 Assume rectangular parallel fins 然后，该模块使用以下公式计算耗散的热量:

哪里

;
;
;
-瑞利号码;
-雷诺数;
m/s²-重力加速度;
-液体的热膨胀系数;
-液体的运动粘度;
-液体的导热系数;
-液体的导热系数;
-肋骨高度;
-肋骨长度;
-边缘宽度;
-边缘之间的距离。

总热交换面积为高度的边缘和横截面上，考虑到肋的一侧立在散热器底座上的事实，可以使用公式计算:

矩形肋的效率系数由公式确定:

哪里 -肋的导热性。

变量

使用参数组 Initial Targets 在建模之前为块参数变量设置优先级和初始目标值。有关详细信息，请参阅使用目标值配置物理块.

港口

非定向

# A — 环境温度
温暖

Details

与环境温度有关的导热口。

程序使用名称

ambient_port

# C — 案例温度
温暖

Details

与机壳温度相关的导热口。

程序使用名称

case_port

输入

# V — 流量/流量
标量,标量

Details

设定流量的值的输入信号。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Convection 价值 Forced - specify flow speed.

数据类型	`漂浮64`
复数支持	非也。

参数

稳态

# Parameterization — 参数化方法
Datasheet | Tabulated convection and fin efficiency | Assume rectangular parallel fins

Details

块的参数化的方法，可供选择的选项:

Assume rectangular parallel fins -计算具有矩形平行翅片的散热器的近似值中的参数（有关更多信息，请参阅[parametriization-assume-rectangular-parallel-fins]）。
Datasheet -使用表格特征执行参数化（有关详细信息，请参阅[parametriization-dataset]）。
Tabulated convection and fin efficiency -使用对流传热系数和翅片效率的表格值进行参数化（有关详细信息，请参阅[parametriization-tabulated-convection-fin-efficiency]）。

值	`Datasheet` \| `Tabulated convection and fin efficiency` \| `Assume rectangular parallel fins`
默认值	`Assume rectangular parallel fins`
程序使用名称	`fin_parameterization`
可计算	无

# Convection — 对流类型
Natural | Forced - specify flow speed

Details

选择模拟对流的类型:

Natural -模拟自然对流。
Forced - specify flow speed -模拟强制对流，当选择此参数值时，*v*端口出现在块中以设置流量。

值	`Natural` \| `Forced - specify flow speed`
默认值	`Natural`
程序使用名称	`convection_type`
可计算	无

Details

体温和环境温度之间的差值的值的向量。此参数的值必须是正数且严格递增。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Datasheet 或 Tabulated convection and fin efficiency.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[10.0, 30.0, 50.0, 70.0, 90.0] K`
程序使用名称	`T_datasheet_vector`, `T_tabulated_vector`
可计算	是

# Vector of fluid flow speed, v — 流体流速矢量
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

流体流速的矢量。此参数的值必须是正数且严格递增。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Datasheet 或 Tabulated convection and fin efficiency，而对于参数 Convection 价值 Forced - specify flow speed.

计量单位	`m/s` \| `mm/s` \| `cm/s` \| `km/s` \| `m/hr` \| `km/hr` \| `in/s` \| `ft/s` \| `mi/s` \| `ft/min` \| `mi/hr` \| `kn`
默认值	`[0.0, 1.0, 2.0, 3.0] m/s`
程序使用名称	`v_datasheet_vector`, `v_tabulated_vector`
可计算	是

# Corresponding heat dissipated to ambient, Q_TLU1(T) — 排放到环境中的热量，对应于壳体的温度与环境温度之间的差
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

排出到环境中的热量的值的向量，对应于壳体的温度和环境温度之间的差值的值。此参数中的值对应于参数中温差的值 Vector of temperature rises above ambient, T . 此参数的值必须是正数且严格递增。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Datasheet，而对于参数 Convection 价值 Natural.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`[6.1, 23.6, 44.5, 67.5, 92.3] W`
程序使用名称	`Q_dissipated_vector`
可计算	是

# Corresponding heat dissipated to ambient, Q_TLU2(T, v) — 排出到环境中的热量，对应于壳体的温度与环境温度之间的差以及流量
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

排放到环境中的热量的值的矩阵，对应于流量的值以及壳体的温度与环境温度之间的差。此参数中的值对应于参数中温差的值 Vector of temperature rises above ambient, T .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Datasheet，而对于参数 Convection 价值 Forced - specify flow speed.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`[6.1 18.8 22.8 25.7; 23.6 61.1 73.0 81.5; 44.5 106.4 125.9 140.1; 67.5 153.5 180.7 200.3; 92.3 202.1 236.9 262.0] W`
程序使用名称	`Q_dissipated_matrix`
可计算	是

# Corresponding convective heat transfer coefficient, h_TLU1(T) — 与体温和环境温度之差相对应的对流传热系数
W/(m^2*K) | Btu_IT/(hr*ft^2*deltadegR)

Details

对流传热系数的值对应于壳体的温度和环境温度之间的差值的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Tabulated convection and fin efficiency，而对于参数 Convection 价值 Natural.

计量单位	`W/(m^2K)` \| `Btu_IT/(hrft^2*deltadegR)`
默认值	`[5.4, 7.02, 7.98, 8.68, 9.26] W/(m^2*K)`
程序使用名称	`h_corresponding_vector`
可计算	是

# Corresponding convective heat transfer coefficient, h_TLU2(T, v) — 与壳体的温度与环境温度和流量之间的差值相对应的对流传热系数
W/(m^2*K) | Btu_IT/(hr*ft^2*deltadegR)

Details

对流传热系数的值对应于体温和环境温度差异和流量的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Tabulated convection and fin efficiency，而对于参数 Convection 价值 Forced - specify flow speed.

计量单位	`W/(m^2K)` \| `Btu_IT/(hrft^2*deltadegR)`
默认值	`[5.4 17.86 22.17 25.41; 7.02 19.49 23.8 27.03; 7.97 20.44 24.75 27.99; 8.68 21.15 25.46 28.69; 9.26 21.73 26.04 29.27] W/(m^2*K)`
程序使用名称	`h_corresponding_matrix`
可计算	是

# Vector of convective heat transfer coefficients, h — 对流传热系数向量
W/(m^2*K) | Btu_IT/(hr*ft^2*deltadegR)

Details

对流传热系数。该参数取决于自然对流引起的温差和强制对流引起的流体流速。此参数的值必须是正数且严格递增。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Tabulated convection and fin efficiency.

计量单位	`W/(m^2K)` \| `Btu_IT/(hrft^2*deltadegR)`
默认值	`[5.0, 10.0, 15.0, 20.0, 25.0, 30.0] W/(m^2*K)`
程序使用名称	`h_vector`
可计算	是

# Corresponding fin efficiency (percent), eff_TLU(h) — 与传热系数相对应的肋效率系数

Details

肋的效率系数，以百分比表示，对应于对流传热系数。肋的效率系数是肋的实际散热量与整个表面处于体温时散热量的比值。该值取决于肋的几何形状及其热导率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Tabulated convection and fin efficiency.

默认值	`[96.97, 94.16, 91.53, 89.08, 86.78, 84.62]`
程序使用名称	`efficiency_vector`
可计算	是

# Total heat exchange surface area — 总热交换表面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

热交换的总表面积。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Tabulated convection and fin efficiency.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.1171 m^2`
程序使用名称	`total_heat_exchange_area`
可计算	是

# Fin height — 边缘高度
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

边缘高度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.0381 m`
程序使用名称	`fin_height`
可计算	是

# Fin thickness — 边缘宽度
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

边的宽度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.00065 m`
程序使用名称	`fin_thickness`
可计算	是

# Fin depth — 肋骨长度
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

边的长度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.1397 m`
程序使用名称	`fin_depth`
可计算	是

# Gap between fins — 边缘之间的距离
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

边缘之间的距离。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins，而对于参数 Convection 价值 Forced - specify flow speed.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.0094 m`
程序使用名称	`fin_gap`
可计算	是

# Number of fins — 边数

Details

边的数量。此参数的值必须等于或大于1。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

默认值	`11`
程序使用名称	`fin_count`
可计算	是

# Fin thermal conductivity — 肋的导热系数
W/(m*K) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

翅片的导热系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`W/(mK)` \| `mW/(mK)` \| `Btu_IT/(hrftdeltadegR)`
默认值	`237.0 W/(m*K)`
程序使用名称	`k_fin`
可计算	是

流体属性

# Fluid kinematic viscosity — 液体的运动粘度
m^2/s | mm^2/s | in^2/s | ft^2/s | St | cSt | newt

Details

液体的运动粘度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`m^2/s` \| `mm^2/s` \| `in^2/s` \| `ft^2/s` \| `St` \| `cSt` \| `newt`
默认值	`1.51e-05 m^2/s`
程序使用名称	`nu`
可计算	是

# Fluid thermal diffusivity — 液体的导热系数
m^2/s | mm^2/s | in^2/s | ft^2/s | St | cSt | newt

Details

液体的导热系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`m^2/s` \| `mm^2/s` \| `in^2/s` \| `ft^2/s` \| `St` \| `cSt` \| `newt`
默认值	`2.07e-05 m^2/s`
程序使用名称	`a`
可计算	是

# Fluid thermal conductivity — 液体的导热系数
W/(m*K) | mW/(m*K) | Btu_IT/(hr*ft*deltadegR)

Details

液体的导热系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`W/(mK)` \| `mW/(mK)` \| `Btu_IT/(hrftdeltadegR)`
默认值	`0.025 W/(m*K)`
程序使用名称	`k_fluid`
可计算	是

Details

液体的热膨胀系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 价值 Assume rectangular parallel fins.

计量单位	`1/K` \| `1/degR` \| `1/deltaK` \| `1/deltadegC` \| `1/deltadegF` \| `1/deltadegR`
默认值	`0.0033 1/K`
程序使用名称	`alpha`
可计算	是

动态特性

# Heatsink mass — 散热器重量
kg | mg | g | t | lbm | oz | slug

Details

散热器重量。

计量单位	`kg` \| `mg` \| `g` \| `t` \| `lbm` \| `oz` \| `slug`
默认值	`0.35 kg`
程序使用名称	`mass`
可计算	是

Details

散热器的比热容。

计量单位	`J/(kgK)` \| `kJ/(kgK)` \| `cal/(kgK)` \| `kcal/(kgK)` \| `cal/(gK)` \| `kcal/(gK)` \| `Btu_IT/(lbm*deltadegR)`
默认值	`437.0 J/(kg*K)`
程序使用名称	`c_p_heatsink`
可计算	是