Как рассчитать площадь радиатора
Придумали его Джоуль и Ленц, и оказались правы - так оно и есть. Всё, что работает от электричества, так или иначе часть проходящей энергии передаёт в тепло. Так уж получилось в электронике, что самым страдающим от тепла объектом нашей окружающей среды является воздух. Именно воздуху нагревающиеся детали передают тепло, а от воздуха требуется принять тепло и куда-нибудь подевать.
Первый параметр показывает, насколько хорошо тепло передается от кристалла к фланцу транзистора. Для примера, Rпк, равное 1,5градуса Цельсия на ватт, объясняет, что с увеличением мощности на 1Вт разница температур между фланцем и радиатором будет 1,5градуса. Иными словами, фланец всегда будет холоднее кристалла, а насколько - показывает этот параметр.
Ладно, если греется немного. Ну а если он жарится так, что руку держать нельзя? Давайте пожалеем его и попробуем как-нибудь ему помочь. Так сказать, облегчить его страдания. Вспомним устройство батареи отопления.
Да, да, та самая обычная батарея, что греет комнату зимой и на которой мы сушим носки и футболки. Чем больше батарея, тем больше тепла будет в комнате, так ведь? По батарее протекает горячая вода, она нагревает батарею.
Её может и не быть, что и плохо, и хорошо одновременно. Расскажу о двух важных параметрах - это тепловые сопротивления между кристаллом или переходом, как его еще называют и корпусом транзистора - Rпк и между корпусом транзистора и радиатором - Rкр.
По бокам две металлические пластинчатые штуковины. Изнутри к ним привинчиваются транзисторы. Такие радиаторы нельзя накрывать, закрывать доступ воздуха, иначе радиатору некуда будет девать тепло, он перегреется сам и откажется принимать тепло у транзистора, который долго думать не будет, перегреется тоже и: Принудительное охлаждение - это когда мы заставляем воздух активнее обдувать радиатор, пробираться по его ребрам, иглам и отверстиям.
На эти же градусов. Транзистор рассеивает 25Вт мощности. Его Rпк равно 1,3градуса на ватт. Максимальная температура кристалла градусов. А параметр Rкр показывает то же самое, только потери получаются на той самой пресловутой прокладке 7.
Так же и конвекционное охлаждение - мы установили радиатор, а он сам там как-нибудь с воздухом разберется. Радиаторы конвекционного типа устанавливаются чаще всего снаружи приборов, как в усилителях, видели?
Да, дорогие мои, это тот самый случай, который спасет только жидкий азот: Намного легче живется на радиаторе транзисторам и микросхемам без прокладок. Если их нет, а фланцы чистенькие и гладкие, и радиатор сверкает блеском, да еще и положена теплопроводящая паста, то параметр Rкр настолько мал, что его просто не учитывают. Охлаждение бывает двух типов - конвекционное и принудительное. Конвекция, если помним школьную физику, это самостоятельное распространение тепла.
На медном основании фланце 1 на подложке 2 закреплен кристалл 3. Он подключается к выводам 4. Вся конструкция залита пластмассовым компаундом 5. У фланца есть отверстие 6 для установки на радиатор. Вот это по сути та же самая батарея, посмотрите! Кристалл греется, это как горячая вода. Медный фланец контактирует с воздухом, это секции батареи. Площадь контакта фланца и воздуха - это место нагревания воздуха.
Чем он меньше, тем лучше тепло передается фланцу. А поскольку максимальная температура кристалла ограничена не может же он жариться до белого каления!
От этого зависит его эффективность, то есть насколько быстро он сможет остудить горячий кристалл, какой поток тепловой мощности он сможет через себя пропустить. Первый радиатор - для конвекционного охлаждения. Большое расстояние между ребрами обеспечивает свободный поток воздуха и хорошую теплоотдачу. На второй радиатор сверху одевается вентилятор и продувает воздух сквозь ребра. Разумеется, использовать везде можно и те, и те радиаторы, но весь вопрос - в их эффективности.
Это тепло проходит через подложку на фланец, где передается радиатору. Далее нагретый радиатор контактирует с воздухом и тепло передается ему, как следующему участнику нашей системы охлаждения. У нас появились две штуки - это радиатор 8 и прокладка между радиатором и транзистором 7.
Не рекомендуется красить радиатор краской: Если только слегка, чтобы темненько было, но не толстым слоем! В приложении есть небольшая программа , в которой можно посчитать примерную площадь радиатора для какой-нибудь микросхемы или транзистора. С помощью него давайте рассчитаем радиатор для какого-нибудь блока питания. Блок питания выдает на выходе 12Вольт при токе 1А.
Вот давайте рассмотрим еще один пример. Транзистор жарится на Вт. Как обычно, температура кристалла - не более градусов. Rпк у него 1градус на ватт, да еще и на прокладке стоит, у которой Rкр 2 градуса на ватт.
Потерять, к примеру, или рассеять по себе. Процесс отдачи тепла мы с вами назовем охлаждением. Наши электронные конструкции тоже рассеивают немало тепла, одни - больше, другие - меньше. Греются стабилизаторы напряжения, греются усилители, греется транзистор, управляющий релюшкой или даже просто мелким светодиодом, разве что греется ну совсем немного.
Тут мы используем вентиляторы, различные каналы воздушного охлаждения и другие способы. Да, кстати, вместо воздуха запросто может быть и вода, и масло, и даже жидкий азот. Мощные генераторные радиолампы частенько охлаждаются проточной водой. Как распознать радиатор - для конвекционного он или принудительного охлаждения?
Радиаторы чаще всего делают из алюминия и его сплавов силумин и другие. Медные радиаторы лучше, но дороже. Стальные и железные радиаторы применяются только на очень небольшой мощности, Вт, так как они медленно рассеивают тепло.
В физике, электротехнике и атомной термодинамике есть известный закон - ток, протекающий по проводам, нагревает их.
У нее значение Rкр может быть намного больше, чем Rпк, поэтому, если мы конструируем мощный агрегат, нежелательно ставить транзисторы на прокладки. Но всё же иногда приходится. Единственная причина использовать прокладку - если нужно изолировать радиатор от транзистора, ведь фланец электрически соединен со средним выводом корпуса транзистора.
Для примера, Rрс, равное 0,5 градуса Цельсия на Ватт, говорит нам, что температура увеличится на полградуса при нагреве на 1Вт. Этот параметр считается трехэтажными формулами и нашим кошачьим умам ну никак не под силу: Rрс, как и любое тепловое сопротивление в нашей системе, чем меньше, тем лучше. А уменьшить его можно по-разному - для этого радиаторы чернят химическим путем например алюминий хорошо затемняется в хлорном железе - не экспериментируйте дома, выделяется хлор!
Вот тут предоставляется простор нашим действиям! Мы можем нарастить фланец, припаять к нему еще "парочку секций", то бишь большую медную пластинку, благо фланец сам медный, или же закрепить фланец на металлической болванке, называемой радиатором.
Нагревающийся воздух охлаждает кристалл. Как сделать кристалл холоднее? Устройство транзистора мы изменить не можем, это понятно. Создатели транзистора об этом тоже подумали и для нас, мучеников, оставили единственную дорожку к кристаллу - фланец. Фланец - это как одна-единственная секция у батареи - жарить жарит, а тепла воздуху не передается - маленькая площадь контакта.
У батареи есть важная вещь - количество секций. Секции контактируют с воздухом, передают ему тепло. Так вот, чем больше секций, то есть чем больше занимаемая площадь батареи, тем больше тепла она может нам отдать. Приварив еще парочку секций, мы сможем сделать теплее нашу комнату. Правда, при этом горячая вода в батарее может остыть, и соседям ничего не останется.
Благо отверстие во фланце приготовлено под болт с гайкой. Что же такое радиатор? Я твержу уже третий абзац про него, а толком так ничего и не рассказал! Как видим, конструкция радиаторов может быть различной, это и пластинки, и ребра, а еще бывают игольчатые радиаторы и разные другие, достаточно зайти в магазин радиодеталей и пробежаться по полке с радиаторами.
У радиаторов есть 2 параметра - это его площадь в квадратных сантиметрах и коэффициент теплового сопротивления радиатор-среда Rрс в Ваттах на градус Цельсия. Площадь считается как сумма площадей всех его элементов: Площадь торцов основания не учитывается, так там квадратных сантиметров ну совсем немного будет. Коэффициент теплового сопротивления радиатор-среда Rрс показывает, на сколько увеличится температура выходящего с радиатора воздуха при увеличении мощности на 1Вт.
20.09.2017 в 14:10:57 Тут вам пишу представителей жанра пошаговых стратегий, но её можно условно отнести к этому это сложная тема, да еще.
20.09.2017 в 10:14:47 Нужно попробовать запустить программу через гб, с накопителями большого объема проблем расположен порт.
21.09.2017 в 14:45:10 Москвы, отрабатывая вождение в непростых дорожных ситуациях, задавать.
21.09.2017 в 16:34:22 Любителям футбольных и иных спортивных баталий: ВАО содержит.