图18：简化的热模型

对于5A以下的负载，通过围绕SSR 自由流动的空气或强制气流围绕SSR 流动进行冷却通常就足够了。电流更 大时，需要确保散热面与散热片良好 接触。这需要将SSR底座安装到良好 的热导体上，通常为铝。用导热硅脂 或散热膏便可实现SSR和散热片之间 的良好热传输。使用该方法时，SSR 外壳到散热片的热阻(R_ΘCS)被降到 0.1°C/W（摄氏度/瓦）或更小，小到 可以忽略不计。该值通常被假定并包 含在热数据中。图18中的简化热模型 显示了热设计中要考虑的基本要素。 由用户确定的值包括前面所述的外壳 到散热片的界面热阻(R_ΘCS)，以及散 热片到环境的界面热阻(R_ΘCS)。

热计算

图18显示了输出半导体结点与周围环 境之间的热关系。T_J - T_A是结点到环 境的温度梯度或温度下降值，它是热 阻的总和乘以结点功率耗散（P瓦） 。因此
T_J - T_A = P(R_ΘJC + R_ΘCS + R_ΘSA)
其中
T_J = 结点温度°C
T_A = 环境温度°C
P = 功率耗散
      (I_LOAD x E_DROP)，W

R_ΘJC = 结点到外壳的热阻，
        °C/W
R_ΘCS = 外壳到散热片的热阻，
        °C/W
R_ΘSA = 散热片到环境的热阻，
        °C/W

使用此公式时，必须已知gao结点温 度，典型值为125°C，以及实际功率 耗散，比如说10A的SSR为12W，假 定输出半导体两端有1.2V的有效 （并非实际）压降。通过乘以有效压 降(E_DROP)确定功率耗散（P瓦）。

假设从结点到外壳的热阻(R_ΘJC)为 1.3°C/W，将上面的典型值代入公 式，可以找出未知参数的解法，如 大负载电流、gao工作温度，以及合 适的散热片热阻。当已知这些参数中 的两个时，可以解出第三个，如下面 的示例中所示：

无论SSR在散热片上使用还是外壳由 其它方法冷却，当特定参数已知时， 可以通过直接测量底座温度来确认合 适的工作条件。使用同样的基本公 式，只是用底座温度(TC)替代环境温 度(TA)且删除R_ΘCS和R_ΘSA。此时，温 度梯度变成了T_J - T_C，是热阻(RΘJC) 乘以结点功率耗散（P瓦）。因此：

T_J - T_C = P(R_ΘJC)

参数关系相似，可以找出gao允许外 壳温度、大负载电流和要求的结点 到外壳热阻(R_ΘJC)的解法。同样，当 已知这些参数中的两个时，可以解出 第三个，如下面示例中所示（使用前 面的值）：

在示例(a)到(c)中，确定了使用散热 片的SSR与环境空气温度相关联的工 作条件。同样地，只要给出外壳的散 热特性(R_ΘJA)的值，也可以确定在自 由空气中工作的无散热片的SSR的条 件。此值极少给出，当给出时经常与

图19：热运行曲线(25 A SSR)

(R_ΘJC)结合起来，用(RΘJA)表示。 公式如下：

与前面一样，此公式可以用来计算 大负载电流和gao环境温度。但是， 由于有许多变量影响外壳与空气之间 的关系（即定位、安装、堆叠、空气 运动等），解出的值可能不太准确。

自由空气的性能通常与5A以下的 PCB或插接SSR有关，没有金属底 座可以测量。在什么地方测量空气温 度通常是一个问题。对此没有一个明 确的答案。当SSR紧密地堆叠在一 起时，每个都为与其相邻的部件创造 一种虚假环境，测量就更加困难了。 建议的一种方法是在距目标SSR约1 英寸的水平面上放一只温度探头或热 电偶。这种方法比较精gao且允许重复 操作。

额定值

图20：典型的轻型压铝散热片（端部 视图）

散热

图20以外形轮廓形式显示了压铝散 热片材料的典型的翅片状断面。2英 寸长的这种材料的热特性接近于图 21中的曲线(a)，同样，4英寸长的材 料接近于曲线(b)。此处假设散热片 的定位使翅片处在垂直面上，气流不 受阻。

图21：典型散热片特性

作为一般规则，2英寸长的挤压散热 片（曲线(a)）适合额定值gao为10A 的SSR，而4英寸长（曲线(b)）的将 用在额定值gao为20A的SSR上。对 于额定值大于20A的电力SSR，则需 要图22所示的重型散热片。5.5英寸 长的挤压散热片的性能接近于图23所

图22：典型的重型压铝散热片的端部 视图

图23：重型散热片的典型自由运动空气特性，温升与耗散的功率

示的特性。

并非所有散热片制造商都用°C/W来 表示散热片的特性。有些制造商用相 对于环境温度的温升值表示，如图23 所示。在这种情况下，通过用功率耗 散（W）除以温升(°C)来得到RΘSA的 值。例如：取功率耗散刻度轴上60W 的点，自由空气曲线将指示40度的温 升。因此：

SSRL240DC50固态继电器，图片小于实际尺寸，带FHS-2散热片

在许多应用中，SSR安装在一个面板 或底座上，这也足以作为散热片了。 通过保证平坦、使用散热膏和刮除油 漆等措施da程度地提高效率，要如 前面所述确认是否工作正常，只需在 gao环境温度下测量底座(SSR)的温 度就可以了。

如果SSR装置未提供适当的散热片， 可从现有多种市售散热片中选择。每 种配置具有自己*的热特性，通常 制造商的性能曲线和应用数据都有充 分说明。