Радиатор для маломощных транзисторов

Какой радиатор выбрать для охлаждения полупроводника

Приветствую вас на своем блоге. В этой статье я расскажу о назначении радиаторов, какой радиатор выбрать для охлаждения проводника. Какие бывают радиаторы по назначению. На что нужно обращать внимание, каких размеров он должен быть и каких размеров. Что бы полупроводники не перегревались.

Назначение радиаторов

Назначение радиаторов – отводить тепло от полупроводников, это позволяет снизить влияние температуры на рабочие параметры приборов. Для этого применяют пластинчатые, ребристые, штыревые радиаторы. Чем больше радиатор по размеру, тем лучше он отводит тепло от радиодеталей, и тем самым они меньше нагреваются.

Для улучшения отвода тепла полупроводниковый прибор лучше всего крепить непосредственно к радиатору. Если необходима электрическая изоляция полупроводникового прибора от шасси, радиатор крепят на шасси через изолирующие прокладки.

Черный радиатор

Теплоизолирующая способность радиатора зависит от степени черноты материала, из которого он сделан. Чем больше черноты, тем отвод тепла будет эффективнее. Рассмотрим несколько видов разных радиаторов, что бы понять какой радиатор выбрать для нужного вам полупроводника.

Есть несколько технологий при изготовлении радиаторов из алюминия. Но в основном используют две технологии – литье и экструзия. Выбор производства радиаторов определяется вопросом: цена – качество. Так ребристые радиаторы дешевле делать методом экструзионном способом, а игольчатые методом литья.

Например, радиаторы ребристой формы будут дешевле и эффективней при экструзионном производстве, а произвести игольчатые радиаторы можно только методом литья.

Какой радиатор выбрать

При выборе радиатора нужно обращать внимание на много критериев, это: материал радиатора, площадь его рабочей поверхности, форма охладителя. Всё это значительно влияет на характеристики теплоотвода. Дешевые радиаторы из алюминия охлаждают хуже, чем медные радиаторы и графитовые, но и цена у последних не маленькая.
Материал, из которого изготавливаются радиаторы для транзисторов / светодиодов / микросхем, – это алюминий или медь.

Радиатор большой

Медные – дороже, но у них лучший теплоотвод, потому что медные радиаторы обладают лучшей теплопроводностью. Например, радиатор для процессора, радиатор для видеокарты и радиатор для чипсета – лучше выбирать на основе меди. А вот радиаторы для транзисторов или светодиодов целесообразнее купить на основе алюминия (его сплавы), потому что в данном случае вы получите оптимальное соотношение цена/качество.

Если у вас есть возможность, то покупайте их в интернет магазинах со скидками, или на рынках барахолках. Где цены на много ниже, чем у новых, а качество то же самое.

Штыревой радиатор

Штыревой (игольчатый) радиатор является очень эффективным теплоотводом для полупроводниковых приборов. Они изготавливаются из дюралюминия толщиной 4-6 мм и алюминиевой проволоки диаметром 3-5 мм. На поверхности предварительно обработанной пластины радиатора нужно наметить кернером места для отверстий под штыри, выводы транзисторов, диодов и крепежные винты.

Штыревой радиатор

Расстояние между центрами должно быть равно 2-2.5 диаметрам применяемой алюминиевой проволоки. Диаметр отверстий под штыри выбирают с таким расчетом, что бы проволока входила в них с возможно меньшим зазором. С обратной стороны отверстия под штыри зенкуют на глубину 1-1.5 мм. При минимальном объеме такой радиатор имеет максимальную эффективную площадь рассеивания. Площадь поверхности такого теплоотвода равна сумме площадей каждого штырька и площади основного тела.

Так же можно купить готовые радиаторы как в магазине, так и на рынке. Я покупаю их на рынке – барахолке, там они стоят раз в пять дешевле, чем в магазине. Имеется большой выбор и какой радиатор выбрать для вашей поделки, у вас не будет проблем.

Ребристый радиатор

Ребристый (пластинчатый) радиатор. Площадь этих радиаторов равна сумме площадей всех сторон. Чем больше площадь поверхности, тем выше эффективность теплопередачи. Для улучшения охлаждения элементов нужно увеличивать площадь радиатора. И что бы не увеличивать размеры, так как это не всегда можно из за конструкции устройства, радиаторы делают с ребрами и микролельэфом на них. Количество ребер и их размеры значительно увеличивают площадь радиаторов.

Ребристый радиатор

Так же радиаторы с ребрами отличаются по расстоянию между ребрами. На радиаторах, где расстояние маленькое между ними, нужно ставить принудительное охлаждение. Такие радиаторы встречаются в компьютерах для охлаждения процессоров. Радиаторы с большим расстоянием между ребрами используются без вентиляторов. Хотя и первые так же можно использовать без принудительного охлаждения. Тут уже на сколько эффективно они будут работать с охлаждением и без.

Усовершенствованный пластинчатый теплоотвод представляет собой набор из нескольких пластин, загнутых в разные стороны. Этот радиатор при площади поверхности равной простейшему пластинчатому имеет меньшие габариты. Устанавливается такой теплоотвод аналогично пластинчатому. Количество пластин может быть различным – в зависимости от необходимой поверхности. Площадь рассеивания такого радиатора равна сумме площадей всех загнутых участков пластин, плюс площадь поверхности центральной части. Это тип радиатора имеет и недостатки: пониженную эффективность отвода тепла от всех пластин, а также невозможность получения идеально прямой поверхности в местах соединения пластин между собой.

Радиаторы с принудительным охлаждением

Еще есть радиаторы, которые лучше принудительно охлаждать. Такие можно увидеть в компьютерных блоках питания. При небольшой площади такие радиаторы рассеивают большое количество мощности. Их недостатком является шум в работе и износ вентиляторов.

Радиатор с принудительным охлаждением

Делаются они из алюминия и его сплавов. Так же есть медные радиаторы, но их цена намного дороже. Но отводят они тепло намного лучше. И если у вас дорогое оборудование, то что бы избежать перегрева лучше использовать радиаторы из меди.

Как крепить полупроводники к радиатору

Полупроводники крепятся к радиатору при помощи специальных фланцев. При необходимости изоляции радиоэлементов от радиатора нужно применять изоляционные прокладки. Так конечно эффективность снизится, но при использовании разных микросхем и транзисторов это необходимо. Еще вариант изолировать сам радиатор от платы, что бы не применять изоляционные прокладки.

Прокладки для радиатора

Поверхность в месте контакта с радиатором должна быть ровной и чистой, для лучшей отдачи тепла. Так же можно применять специальные термопасты для повышения эффективности и снижения сопротивления теплоотдачи. Если у вас транзисторы в защищенном корпусе, то их можно ставить на радиатор без прокладок. Но про термопасту забывать не стоит.

Как рассчитать радиатор

Рассчитывать радиатор самому можно по специальным формулам. Но я напишу как проще рассчитать размер радиатора. Это было написано в журнале “Радиоэлектроника”. Есть такой параметр как тепловое сопротивление. Он показывает, на сколько градусов нагревается объект, если в нем выделяется мощность в 1 Вт.

Радиатор как расчитать

Например для транзистора в корпусе ТО-5 тепловое сопротивление равно 220 градусов Цельсия на 1 Вт. Если допускать нагрев до 80 градусов, то получим, что на транзисторе должно выделяться не белее чем 36 Вт (80/220=36). Далее будем считать нагрев транзистора или тиристора не более, чем на 80 градусов.

Есть грубая формула для расчета теплового сопротивления теплоотвода:

S – площадь поверхности теплоотвода, выраженная в квадратных сантиметрах.

Отсюда площадь поверхности можно рассчитать по формуле:

Читайте также  Как оформить бутылку шампанского для нового года

S=(50/Q) в квадрате

Например если нам нужен блок питания на 12 вольт 10 ампер. После выпрямителя имеем 17 вольт, значит, падение напряжения на транзисторе будет 5 вольт, а мощность 50 Вт. При допустимом нагреве до 80 градусов, получим тепловое сопротивление.

Тогда по второй формуле мы определим площадь радиатора:

S=1000 см в квадрате

Для грубого расчета 1 ватт тепла, выделяемого полупроводником, нужно использовать площадь теплоотвода, равную 30 кв. см.

На этом все, пишите ваши комментарии, читайте статьи сайта, подписывайтесь на мой Ютуб канал.

Онлайн расчёт площади радиаторов для транзисторов и микросхем.

— На кой хрен козе баян? Она и так весёлая . — живо интересовались удмуртские радиолюбители, разглядывая диковинный теплоотвод, установленный на лампу выходного каскада.
— Только для игры на баяне, козе баян и нужен, на какой же ещё? — гордо отвечал владелец теплоотвода, весьма довольный произведённым на коллег впечатлением.

На самом деле, вакуумным приборам, работающим в штатном режиме, дополнительный отвод тепла не требуется. А вот мощным транзисторам, микросхемам и всяким диодам, которые толком и на баяне играть не умеют и, подобно лампам, рассеивать тепловую мощность путём естественной конвекции не научились — подавай принудительный отвод тепла от кристалла полупроводника. А не подашь, отойдут стройными рядами от мира сего из-за перегрева и последующего разрушения этого самого рабочего кристалла.
Так вот, для обеспечения эффективного отвода тепла от силового элемента и применяют теплоотводы (радиаторы).
Полный расчёт радиатора — вещь кропотливая. Можно воспользоваться грубым расчётом — для рассеивания 1 ватта тепла, выделяемого полупроводниковым прибором, достаточно использовать площадь теплоотвода, равную 30 квадратным сантиметрам.

Но лучше воспользоваться специальной программой.

Существует формула для расчёта теплового сопротивления теплоотвода:
Q=(T2-T1)/P-Q1-Q2, где
Т2 — максимальная температура кристалла транзистора по справочнику,
Т1 — максимально допустимая температура в коробке с нашим устройством,
P — рассеиваемая на транзисторе мощность,
Q1 — тепловое сопротивление кристалл-корпус по справочнику,
Q2 — тепловое сопротивление корпус-радиатор.

Эта формула непререкаема и не должна вызывать никаких сомнений.

А вот формулы по переводу рассчитанного теплового сопротивления в площадь поверхности радиатора, выуженные из нашей справочной литературы — не вызвали чувства глубокого удовлетворения, в связи с существенным несоответствием получаемых результатов суровой реальности жизни.
Пришлось искать правду в источниках империалистических агрессоров, а конкретно — в рекомендациях по выбору алюминиевых радиаторов американской фирмы Aavid Thermalloy. Информация эта неожиданно обнаружилась в электротехническом справочнике г-на Корякина-Черняка С. Л., за что ему большое человеческое спасибо.

Теперь давайте определимся с терминологией.
S — площадь поверхности радиатора, равная удвоенной суммарной площади основания радиатора и всех площадей рёбер радиатора. Почему удвоенной? Потому, что и основание, и все рёбра теплоотвода имеют по две поверхности, которыми и излучают тепло в окружающее пространство.
Q — тепловое сопротивление между радиатором и окружающей средой. Спецификация большинства радиаторов содержит этот параметр.
Q1 — тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом силовых элементов обычно приводится в справочнике и обозначается RthJC. Значение этой величины в основном зависит от типа корпуса и у современных транзисторов составляет величину 0,4-1,5 (°С/Вт) или (К/Вт).
Q2 — значение теплового сопротивление корпус-радиатор стремиться к нулю в тех случаях, когда мы прикручиваем транзистор к отполированной поверхности радиатора без изолирующих прокладок, или используем тонкие современные подложки из из оксида алюминия (Al2O3), нитрида алюминия (AlN), или оксида бериллия (BeO). В случае применения слюды значение теплового сопротивления может составлять 0.2-1.5 (°С/Вт), в зависимости от толщины прокладки.
Т2 — максимальная температура кристалла транзистора, обозначается Tjmax и составляет для мощных транзисторов величину 120-175°С.
Т1 — максимально допустимая температура внутри корпуса, в котором находится радиатор, либо максимальная температура окружающей среды, если рёбра радиатора выведены наружу.

ИТАК, РИСУЕМ ТАБЛИЧКУ ДЛЯ РАЧЁТА ПЛОЩАДИ РАДИАТОРА

— Максимальную температуру кристалла Т2 по возможности указываем на 20-30% ниже значения Tjmax, приведённого в справочнике на полупроводник. Я бы рекомендовал подобрать это значение, исходя из температуры радиатора 60-70 градусов.
— Значение теплового сопротивления кристалл-корпус Q1 RthJC не гадая берём из справочника. Если совсем лень — ставим 1.
— Графу теплового сопротивления корпус-радиатор Q2 можно оставить без внимания, если транзистор сидит на радиаторе без всяких прокладок, либо используются современные тонкие подложки, сдобренные специальными пастами. Если это не так, ищем в справочнике параметр теплового сопротивления, на используемый вид подложки, и заносим его в таблицу.
— Так же оставляем в покое графу «скорость воздушного потока от вентилятора», если оный не предусмотрен нашей конструкцией. А если предусмотрен, надо озадачиться выяснением этой самой величины скорости воздушного потока, омывающего наш теплоотвод.
Как? А приведу-ка я на следующей странице кусок главы из электротехнического справочника уважаемого автора Корякина-Черняка С. Л., посвящённый расчёту радиаторов, там кобыла и отыщется. Как правило, значение этой величины находится в пределах 1-5 м/сек.

Если Вы вдруг озадачились рассеиванием на радиаторе слишком высоких мощностей, калькулятор может выдать отрицательные значения. Смотрим формулу и видим — это нормально. Происходит это из-за ненулевого значения теплового сопротивления кристалл-корпус. Тут природу не обманешь — надо либо поднимать значение максимальной температуры кристалла Т2, либо искать транзистор с меньшим тепловым сопротивлением, либо сажать несколько транзисторов в параллель.

Теперь, что касается покупки радиатора по кропотливо рассчитанным нашей таблицей параметрам. Если производитель солидный, можно воспользоваться приведённым в технической документации значением удельного теплового сопротивления. Параметр этот имеет размерность дюйм*град/Вт, поэтому для пересчёта его в тепловое сопротивление всего радиатора, нам надо разделить это значение на длину в см. и умножить на 2,54.
Если этот производитель Kinsten Industrial, или прочий китайский «no trademark» — воздержитесь от доверительных чувств к указанному в DataSheet параметру теплового сопротивления, а лучше старательно, по приведённым чертежам, просчитайте суммарную площадь подложки и граней, умножьте полученный результат на 2 и оценивайте возможность применения данной железяки в вашем устройстве, исходя из общей площади поверхности радиатора.

Тема: Как сделать радиатор?*)

Как сделать радиатор?*)

Кто-нибудь знает , как можно Сделать Большой Радиатор, на Боковые Стороны Усилителя?)

Найти щяс такие нигде у нас нельзя.

Длиа нужна около 70-80См

Может кто знает?) Сваркой может?) или как?)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Сообщение от ditter

2 Кмловата Са Суди*)))

Вопрос состоит в том: Можно ли сварить?) из Допустим Меди бронзы Алюминьки или стали?)

и пойдут вообще такие Самодельные радиаторы?)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Домашняя страница
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Домашняя страница
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы
Читайте также  Обезьянка – символ 2016 года своими руками

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Сообщение от LepekhinV

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Домашняя страница
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Сообщение от ИГВИН

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Сообщение от bayl

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Домашняя страница
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Сообщение от Анатолий_В

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Сообщение от ИГВИН

  • Просмотр профиля
  • Сообщения форума
  • Созданные темы

Re: Как сделать радиатор?*)

Читал где-то технологию изготовления игольчатого радиатора на коленке. Допустим требуется изготовить радиатор произвольных длины и ширины, с высотой иголок 40 мм и толщиной основания 5 мм.

1. Берем 5мм пластину — будущее основание. Сверлим дырки, часто, например 3 мм. Со стороны транзисторов у всех отверстий снимаем фаску 45 градусов (зенковкой или сверлом).

2. Находим провод (пруток) диаметром 2,98 мм. Нарезаем на куски длиной 40+5+2= 47мм. Будущие иглы радиатора.

3. Делаем оправку. Представляет из себя сплошную железяку с отверстием диаметром 3,1 мм и глубиной 40 мм. Все это дело необходимо зажать в тисках так, что бы отверстие былО сверху вниз.

4. Зажимаем оправку в тиски. Вставляем в её отверстие будущую иглу. На торчащий из оправки кусок иглы нанизываем будущее основание, одним из отверстий. С помощью молотка и керна заклепываем. И так для всех отверстий.

С диаметрами отверстий в основании, в оправке, диаметром прутка, и запасом длины на заклепку, я описал только принцип. Какая должна быть разница диаметров для конкретных материалов иглы, что бы игла заклепалась в основании, а не в оправке, я не знаю. Надо читать в умных книжках.

Как выбрать радиатор

Радиаторы являются важным элементом в схемотехнике, поскольку они обеспечивают эффективный способ для передачи тепла в окружающую среду от электронных устройств (например, BJT, MOSFET, линейные регуляторы и т. д.). Общая идея, лежащая в основе использования теплоотвода, заключается в увеличении площади поверхности тепловыделяющего устройства, что позволяет более эффективно передавать тепло в окружающую среду. Этот улучшенный тепловой путь снижает повышение температуры в месте контакта электронного устройства. Далее мы обсудим, как выбрать радиатор с использованием тепловых данных из приложения и спецификаций радиатора.

Требуется ли теплоотвод?

Давайте предположим, что приложение разрабатывается с использованием транзистора, размещенного в корпусе TO-220, потери на переключение и проводимость транзистора составляют 2,78 Вт, а рабочая температура окружающей среды не должна превысить 50°C. Для этого транзистора потребуется радиатор или нет?

 Корпус ТО-220 в разрезе с радиатором

Рис. 1. Корпус ТО-220 в разрезе с радиатором

Первый шаг — нужно получить все тепловые сопротивления, которые будут мешать мощности 2,78 Вт рассеиваться в окружающее пространство. Если эти ватты не могут эффективно рассеиваться, температура кристалла внутри корпуса TO-220 выйдет за пределы рекомендуемых условий работы (обычно 125°C для кремния).

Большинство поставщиков транзисторов документируют термическое сопротивление «переход-среда», обозначаемое символом RθJA, которое измеряется в единицах °C/ Вт. Это значение показывает, насколько температура перехода поднимется выше температуры окружающей среды вокруг корпуса TO-220, на каждый ватт мощности, рассеиваемой внутри устройства.

Например, если поставщик транзистора заявляет, что термическое сопротивление между переходом и окружающей средой составляет 62 °C/Вт, это означает, что 2,78 Вт, рассеиваемые в корпусе TO-220, приведут к повышению температуры перехода на 172 °C относительно температуры окружающей среды (рассчитывается как 2,78 Вт х 62 °С/Вт). Предполагая, что температура окружающей среды в наихудшем случае для этого применения составляет 50 °C, мы получим температуру кристалла около 222 °C (рассчитывается как 50 °C + 172°C). Это намного превышает максимальную рабочую температуру для кремния 125 °C и приведет к необратимому повреждению транзистора. Следовательно, радиатор требуется. Подключение теплоотвода значительно снизит термическое сопротивление между переходом и окружающей средой. Следующим шагом будет определение того, насколько низким должно быть термическое сопротивление для безопасной и надежной работы.

Определение контуров термического сопротивления

Для этого начнем с максимально допустимого повышения температуры. Если максимальная рабочая температура окружающей среды для применения составляет 50 °C, а кремниевый кристалл не должен нагреваться до температуры выше 125 °C, то наибольшее допустимое повышение температуры составляет 75 °C (рассчитывается как 125 °C — 50 °C).

Затем рассчитаем максимально допустимое тепловое сопротивление перехода. Если наибольшее допустимое повышение температуры составляет 75 °C, а рассеиваемая мощность в корпусе TO-220 составляет 2,78 Вт, то наибольшее допустимое тепловое сопротивление будет 27 °C/Вт (рассчитывается как 75°C ÷ 2,78 Вт).

Наконец, нужно учесть все составляющие термического сопротивления от кремниевого перехода к окружающему воздуху и убедиться, что их сумма меньше, чем максимально допустимое тепловое сопротивление — 27 °C/Вт в этом примере.

 Графическая иллюстрация тепловых сопротивлений, которые должны быть учтены между кристаллом и окружающим воздухом в типичном корпусе TO-220

Рис. 2. Графическая иллюстрация тепловых сопротивлений, которые должны быть учтены между кристаллом и окружающим воздухом в типичном корпусе TO-220

Из рис. 2 видно, что первое тепловое сопротивление, которое нужно учитывать — сопротивление «кристалл — корпус», обозначаемое символом RθJC. Это мера того, насколько легко тепло может передаваться от полупроводникового кристалла, где выделяется тепло, на поверхность (корпус) устройства (в данном примере TO-220). Большинство производителей показывают это сопротивление в своем даташите вместе с метрикой кристалл — окружающая среда. В этом примере предполагаемое тепловое сопротивление перехода — корпус составляет 0,5 °C/Вт.

Второе требуемое термическое сопротивление — «корпус-сток», обозначаемое символом RθCS. Это мера того, насколько легко тепло может передаваться от поверхности (корпуса) устройства к поверхности радиатора. Из-за неровностей поверхностей корпуса TO-220 и основания радиатора, как правило, рекомендуется использовать теплопроводящий материал (TIM или «термопаста») между двумя поверхностями, чтобы обеспечить их качественное сцепление с точки зрения передачи тепла. Это значительно улучшает передачу тепла от корпуса TO-220 к радиатору, но создает дополнительное тепловое сопротивление, которое необходимо учитывать.

Увеличенное изображение поверхностей компонента и радиатора показывает необходимость использования теплопроводящих материалов

Рис. 3. Увеличенное изображение поверхностей компонента и радиатора показывает необходимость использования теплопроводящих материалов

Учет теплопроводящего материала

Теплопроводящие материалы (TIM), как правило, характеризуются теплопроводностью в единицах ватт на метр-градус Цельсия (Вт/(м°C)) или ватт на метр-Кельвин (Вт/(м К)). В этом примере градусы Цельсия и Кельвина являются взаимозаменяемыми, поскольку они оба используют одинаковый прирост температуры (например, повышение температуры на 45 °C эквивалентно повышению температуры на 45 K). В теплопроводности присутствует единица измерения расстояния — метр, поскольку полное сопротивление термоинтерфейса зависит от отношения толщины (толщина материала TIM в метрах) к площади (области, в которой TIM распределен в метрах 2 ), которая и дает размерность 1/м (рассчитывается как м/м 2 = 1/м). В этом примере тонкий слой TIM будет нанесен на область металлической подложки кристалла корпуса TO-220. Вот конкретные данные для расчета термосопротивления в этом примере:

Читайте также  Домашняя сгущенка за 20 минут

Теплопроводность TIM («K»): 0,79 Вт/(м°C) = 0,79 Вт/(м К)

Площадь TIM: 112 мм 2 = 0,000112 м 2

Толщина нанесения TIM: 0,04 мм = 0,00004 м

Тепловое сопротивление TIM может быть рассчитано из данных, перечисленных выше, с использованием следующего уравнения:

R θ CS = (толщина/площадь ) x (1/теплопроводность)

R θ CS = (0,00004/0,000112) x (1/0,79)

R θ CS = 0,45 C/W или 0,45 K/W

Выбор радиатора

Еще одно требуемое тепловое сопротивление — «сток-окружающая среда» обозначается символом R θ SA . Это показатель того, насколько легко тепло может передаваться от основания радиатора к окружающему воздуху. Производители радиаторов обычно предоставляют графики, подобные приведенному ниже, или наборы данных, чтобы показать, как легко можно передавать тепло от радиатора к окружающему воздуху при различных скоростях воздушного потока и рассеиваемой мощности.

rГрафик, показывающий типичное повышение температуры поверхности радиатора относительно температуры окружающей среды

Рис. 4. График, показывающий типичное повышение температуры поверхности радиатора относительно температуры окружающей среды

Для этого примера предположим, что приложение работает в условиях естественной конвекции без какого-либо воздушного потока. Приведенный выше график можно использовать для расчета теплового сопротивления сток-окружение для этого конкретного радиатора. Повышение температуры поверхности относительно окружающей среды, деленное на рассеиваемую мощность, и формирует тепловое сопротивление в этих конкретных рабочих условиях. В этом примере рассеиваемая мощность составляет 2,78 Вт, что приводит к повышению температуры поверхности радиатора относительно температуры окружающей среды на 53 °C. Разделив 53 °C на 2,78 Вт, получим тепловое сопротивление радиатора 19,1 °C/Вт (рассчитанное как 53 °C ÷ 2,78 Вт).

В предыдущих расчетах максимальное допустимое сопротивление между кристаллом и окружающим воздухом составляло 27 °C/Вт. За вычетом полного сопротивления между кристаллом и корпусом (0,5 °C/Вт) и полного сопротивления между корпусом и рдиатором (0,45 °C/Вт) максимальное значение, оставшееся для радиатора, составляет 26,05 °C/Вт. (рассчитано как 27 °C/Вт — 0,5 °C/Вт — 0,45 °C/Вт). Тепловое сопротивление 19,1 °C/Вт для этого радиатора в предполагаемых условиях значительно ниже предварительно рассчитанного значения 26,05 °C/Вт. Это обеспечит более низкую температуру кремниевого перехода внутри корпуса TO-220 и увеличенный тепловой запас в конструкции. Максимальная температура кристалла может быть оценена путем сложения всех термических сопротивлений, умножения их на количество ватт, рассеиваемых в соединении, и добавления результата к максимальной температуре окружающей среды:

Расчетная температура перехода = T Ambient + Watts x (R θJ-C + R θ CS + R θ SA )

Расчетная температура перехода = 50 + 2,78 х (0,5 + 0,45 + 19,1)

Расчетная температура перехода = 105,7 ° С

Важность радиаторов

Радиаторы являются важным элементом в управлении температурой компонентов, о чем свидетельствует этот пример. Без радиатора кремниевый переход внутри корпуса TO-220 намного превысил бы номинальный предел в 125 °C. Процесс расчета, используемый в этом примере, может быть легко изменен и повторен, чтобы помочь проектировщикам в выборе радиаторов надлежащего размера для множества различных применений.

Радиаторы 246*84*25 мм из Китая. Делаем брутальный корпус для усилителя мощности №3

Сегодня расскажу про мой вариант сборки полноразмерного корпуса для аудио усилителя мощности. Новый корпус был собран на основе китайских покупных радиаторов охлаждения.

Почему корпус имеет номер 3? Да просто третий по счету самодельный, про который я тут рассказываю.
№1 mysku.ru/blog/china-stores/75795.html
№2 mysku.ru/blog/aliexpress/81223.html
№3 Далее…

Покупал радиаторы еще летом:

руки дошли рассказать об этом только сейчас. Сейчас и подешевела доставка.

Упакованы были хорошо, много слоев упаковочного материала. Но краешек одного радиатора все равно прорвал упаковку.
Внешний вид:



Параметры:
Длина радиатора: 246 мм
Высота: 84 мм
Толщина подложки: 5 мм
Толщина ребра: 2 мм.
Ширина: 25 мм
Массы пары:

По длинным граням имеются отверстия М4, вот чертеж:

На боковых торцах тоже отверстия М4:

По центру подошвы, по высоте 12 мм до центра отверстия и 60 мм межосевое расстояние. Резьбы нарезаны хорошо.

Переходим к изготовлению корпуса.
Этот корпус будет полноразмерный, шириной 460 мм.
Детали (дно, крышка, задняя стенка) из углеродистой стали 1,5-3 мм вырезанные на ЧПУ:

Но переднюю панель («лицо» корпуса) решил сделать из алюминия.
Все по-аудиофильски: берем 10 мм лист алюминия, если толщина меньше не зазвучит))

Вырезаем прямоугольник 460х90 мм.
Фрезеруем фаску на передней панели ручным фрезером:

В итоге:

Под ручку регулятора громкости нужно сделать обнизку и подшипник скольжения, почему бы и нет.
Точим втулку из бронзы (подшипник скольжения) для вала РГ:

Запрессовываем втулку в отверстие:

Затем нудный процесс ручной шлифовки:

Остальные панели чищу от ржавчины и везу на порошковую покраску:

Баллончиком красить большие поверхности то еще мучение…
После порошковой окраски:

Краска RAL9005 матовая, три детальки покрасили всего за 350 рублей! Два баллончика краски и грунт обошлись бы в два раза дороже…
Фурнитура
Для корпуса используются такие ножки AIYIMA 4 шт. 40 мм диаметр высота 12 мм



Примеряем ноги:

Ручка регулировки громкости 32×13 мм

Упаковка:

Комплект:

Собираем корпус — основанием являются радиаторы, все панели прикручиваются к ним.
Начинка без проводов:

Несколько просторно, так как сначала корпус планировался под другую начинку.
Готовая сборка внутри:

Это усилитель Никитина, двойное моно. 80 Вт.
Перед собранного корпуса:

передняя панель покрыл матовым лаком.
Сзади все разъемы:

Накладка на сетевой фильтр ЭМП, так как в лоте были одни размеры, а приехали другие, пришлось делать переходную пластинку.
Усилитель в работе:


Звучит здорово, но обзор про радиаторы))

Котик всем передает привет:

Спасибо за внимание! Удачных конструкций!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: