整流桥在不同散热方式下的散热分析与测量

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一、前言

整流桥作为一种功率元器件，非常广泛。应用于各种电源设备，。全波整流桥的工作原理电路如图1所示：

其内部主要是由四个二极管组成的桥路来实现把输入的交流电压转化为输出的直流电压。

如上图所示，在整流桥的每个工作周期内，同一时间只有两个二极管进行工作，通过二极管的单向导通功能，把交流电转换成单向的直流脉动电压。对一般常用的小功率整流桥（如：RECTRON SEMICONDUCTOR的RS2501M）进行解剖会发现，其内部的结构如图2所示。

该全波整流桥采用塑料封装结构（大多数的小功率整流桥都是采用该封装形式）。桥内的四个主要发热元器件——二极管被分成两组分别放置在直流输出的引脚铜板上。在直流输出引脚铜板间有两块连接铜板，他们分别与输入引脚（交流输入导线）相连，形成我们在外观上看见的有四个对外连接引脚的全波整流桥。由于该系列整流桥都是采用塑料封装结构，在上述的二极管、引脚铜板、连接铜板以及连接导线的周围充满了作为绝缘、导热的骨架填充物质——环氧树脂。然而，环氧树脂的导热系数是比较低的（一般为0.35℃W/m，最高为2.5℃W/m），因此整流桥的结--壳热阻一般都比较大（通常为1.0-10℃/W）。通常情况下，在元器件的相关参数表里，生产厂家都会提供该器件在自然冷却情况下的结—环境的热阻（Rja）和当元器件自带一散热器，通过散热器进行器件冷却的结--壳热阻（Rjc）。

二、自然冷却

一般而言，对于损耗比较小（