ICS 31.220.01 CCS K 46 中华人民共和国国家标准 GB/T8446.2—2022 代替GB/T8446.2—2004 电力半导体器件用散热器 第2部分：热阻和流阻测量方法 Heat sinksforpower semiconductor devices- Part 2:Measurement methods of thermal resistance and inlet-outlet fluid pressure drop 2022-10-01实施 2022-03-09发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T8446.2—2022 目 次 前言 引言 IV 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 热阻测量方法 4 4.1 原理 4.2 温度测量的规定点 4.3 规定点温度的测量 4.4 测量系统 4.5 测量条件 4.6 测量程序 5 流阻测量方法 5.1 原理 5.2 压力测量的规定点 5.3 测量系统 5.4 测量条件 5.5 测量程序 附录A（资料性） 通过测量热流确定双侧散热半导体器件用散热体的热阻 附录B（资料性） 热平衡相对误差计算 参考文献 12 GB/T8446.2—2022 前言 起草。 GB/T8446《电力半导体器件用散热器》与下列标准共同构成我国电力半导体器件用散热器系列 标准： —JB/T5781日 电力半导体器件用型材散热器技术条件； JB/T8175 电力半导体器件用型材散热体外形尺寸： 一JB/T8757电力半导体器件用热管散热器； JB/T9684电力半导体器件用散热器选用导则。 本文件是GB/T8446《电力半导体器件用散热器》的第2部分。GB/T8446已经发布以下部分： 第1部分：散热体； 第2部分：热阻和流阻测量方法； 一第3部分：绝缘件和紧固件 本文件代替GB/T8446.2一2004《电力半导体器件用散热器第2部分：热阻和流阻测试方法》。 与GB/T8446.2一2004相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： a) b）更改了热阻测量的规定，并作为第4章（见第4章，2004年版的第2章～第5章）； 更改了流阻测量的规定，并作为第5章（见第5章，2004年版的3.2、3.4和第5章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电器工业协会提出 本文件由全国电力电子系统和设备标准化技术委员会（SAC/TC60）归口。 本文件起草单位：祥博传热科技股份有限公司、广州高澜节能技术股份有限公司、全球能源互联网 研究院有限公司、西安派瑞功率半导体变流技术股份有限公司、江苏新彩阳机电技术有限公司、河北华 整实业有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司、江苏宏微科技股份有限公司、江苏海鼎电气科技 有限公司、湖北台基半导体股份有限公司、西安电力电子技术研究所 本文件主要起草人：崔鹏飞、曾茂进、周建辉、文玉良、蔚红旗、桑春、宋晓飞、田恩、王晓宝、陶勇、 颜家圣、李小国、关胜利、郭绍强、喻望春、纪卫峰、陆正柏、辉强龙。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： -1987年首次发布为GB/T8446.2，2004年第一次修订； 一本次为第二次修订。 II GB/T8446.2—2022 引言 GB/T8446《电力半导体器件用散热器》给出构成电力半导体器件用散热器的散热体、绝缘件和紧 固件的技术要求，检验规则，标志、包装、运输和贮存要求以及散热体的热阻和流阻测量方法，拟由3个 部分组成。 第1部分：散热体。目的在于规定构成电力半导体器件用散热器的散热体的术语和定义、技术 要求、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求 第2部分：热阻和流阻测量方法。目的在于规范构成电力半导体器件用散热器的散热体（包括 铸造、挤压、型材和热管散热体）的热阻和流阻测量方法。 第3部分：绝缘件和紧固件。目的在于规定构成电力半导体器件用散热器的绝缘件和紧固件 的技术要求、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求 TV GB/T8446.2—2022 电力半导体器件用散热器 第2部分：热阻和流阻测量方法 1范围 本文件给出了电力半导体器件用散热体的热阻和流阻的术语和定义以及测量方法。 本文件适用于电力半导体器件用散热体（包括铸造、挤压、型材和热管散热体）的热阻和流阻测量 2规范性引用文件 2 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 3术语和定义 GB/T8446.1一2022界定的术语和定义适用于本文件。 3.1 （散热体的）热阻 thermalresistance(of aradiator) Ra 在热平衡条件下，散热体台面温度和冷却媒质中的规定点温度之间的温度差与产生该温度差的耗 散功率（热流）之比 注：热阻的单位为摄氏度每瓦（℃/W）或开尔文每瓦（K/W）。 ［来源：GB/T8446.1—2022，3.7 3.2 （散热体的）流阻 inlet-outletfluid pressuredrop(ofa radiator) （散热体的）压力降 Ap 在稳态条件下，规定的风道或水路中，冷却媒质在散热体上游侧规定点和下游侧规定点处的总压力 的差。 注1：流阻在风道系统中也称为风阻，在水路系统中也称为水阻 注2：流阻的单位为帕（Pa)。 注3：散热体在风道或水路中相向迎面冷却媒质流向的一侧为上游侧，其相反的一侧为下游侧。 注4：总压力为静压力与动压力的代数和。 ［来源：GB/T8446.1—2022，3.8] 3.3 冷却媒质coolingmedium ［来源：GB/T3859.1—2013，3.8.1.有修改］ 1 GB/T8446.2—2022 4热阻测量方法 4.1原理 施加流经散热体的热流（功率）P。达到热平衡后，测量散热体台面温度T，和冷却媒质（例如，水或 空气）中的规定点的温度T。散热体的热阻R由公式（1）计算。 T,-T. Ra= ..(1) P 式中： Ra 散热体的热阻； T，——散热体台面温度； T，——冷却媒质中的规定点的温度； P 造成规定点之间的温度差的热流（功率）。 单侧散热半导体器件（例如，螺栓形器件、某些半导体模块）用散热体的热阻可直接由公式（1)计算。 双侧散热半导体器件用散热体的热阻被认为由其高电位主端子侧散热体的分热阻Ra(A,与其低电 位主端子侧散热体的分热阻Ra(K)并联构成。两个分热阻分别由公式（2)和公式（3)计算。 TA)-T. Ra(A) ...(2) PA 式中： Rsa(A) 双侧散热半导体器件高电位主端子侧散热体的分热阻； T(A) 双侧散热半导体器件高电位主端子侧散热体的台面温度； Tr 冷却媒质中的规定点的温度； PA 流经双侧散热半导体器件高电位主端子侧散热体的功率。 Ts(K) -T RK)= ·(3) Pk 式中： Ra(K) 双侧散热半导体器件低电位主端子侧散热体的分热阻： T(K 双侧散热半导体器件低电位主端子侧散热体的台面温度； Tr 冷却媒质中的规定点的温度； Pk 流经双侧散热半导体器件低电位主端子侧散热体的功率。 双侧散热半导体器件用散热体的热阻由公式（4)计算。 Rsa(A) ·R(K) ·(4) 式中： R.a 双侧散热半导体器件用散热体的热阻； 双侧散热半导体器件高电位主端子侧散热体的分热阻； R μa(K) 双侧散热半导体器件低电位主端子侧散热体的分热阻。 通过测量热流确定双侧散热半导体器件用散热体的热阻的方法见附录A。 4.2温度测量的规定点 4.2.1测量散热体台面温度T。的规定点为该台面上的下游侧，一个直径0.8mm、深度1mm的孔中。 其位置如下： 2 GB/T 8446.2—2022 一热源为双侧散热器件：其管壳的台面圆周外2mm处； 一热源为螺栓形器件：其管壳的底座最大直径的圆周外2mm处； 热源为半导体模块：其底板的长边中点外2mm处 4.2.2测量冷却媒质温度T，的规定点为： 空气冷却散热体：规定的风道中，被测散热体的上游侧距其300mm处（见4.4.3.1）、风道通风 路径横截面的几何中心点； 一水冷却散热体：规定的冷却水管道中，被测散热体的上游侧、距冷却水进入其端口200mm士 5mm、沿冷却水管道的垂直径向且距管道内壁底部d/3（d为管道内径）处（见4.4.3.2）； 自冷散热体（适用时）：自冷环境箱中，被测散热体中心正下方200mm处。 注：对于空气冷却散热体或自冷散热体，通常用T。代替T。T。为测量时的环境空气温度 4.3规定点温度的测量 4.3.1散热体台面温度（T，）可使用截面直径不大于0.25mm、热端焊球直径不大于0.8mm的热电偶 测量，且保持热电偶的热端不出现短路。 宜采用如下方法安装热电偶： 将热电偶的热端焊球插入散热体台面上的温度规定点； 敲击温度规定点孔口处的金属，使孔中的热电偶热端焊球与孔的内壁紧密、可靠地接触。 4.3.2冷却媒质温度T，或环境空气温度T。使用测温仪测量。 4.4测量系统 4.4.1通则 测量系统包括加热电流单元、温度测量仪表以及测量冷却媒质（水或空气）规定点温度和速度（对于 空气冷却散热体）或流量（对于水冷却散热体）的温度测量仪表和风速计、流量计。 热阻测量的准确度主要取决于功率P和散热体台面温度T的测量准确度。 安培表、伏特表或瓦特表和测温仪的准确度不应低于0.5级。 如果测量系统的电压达几十伏，应注意避免影响测量结果。 4.4.2功率（热流）的产生 可使用半导体器件或将符合欧姆定律的电阻性元件封装在半导体器件管壳内制成的发热元件作为