Лекции.ИНФО


Выбор радиатора для охлаждения элемента и расчет рабочей температуры кристалла полупроводникового элемента



Если условия (3.74) не выполняются, то требуется дополнительно охлаждать силовые элементы УМ.

Для дальнейших расчетов нужно иметь представление о процессе теплопередачи между кристаллом полупроводникового элемента и окружающей средой. Этот процесс может быть иллюстрирован рисунком 3.23.

Рисунок 3.23 – Процессы теплопередачи при работе полупроводникового элемента

Величины , , , называются тепловыми сопротивлениями. Они измеряются в ºС/Вт и характеризуют процесс передачи тепла. В частности:

- тепловое сопротивление между кристаллом (J) и воздухом (через корпус) (А);

- тепловое сопротивление между кристаллом (J) и корпусом (С) полупроводникового прибора;

- тепловое сопротивление между корпусом прибора (С) и радиатором (S). Непосредственный контакт корпуса с радиатором имеет тепловое сопротивление около 1,0 ÷ 1,2 ºС/Вт, при использовании силиконовой пасты 0,3 ºС/Вт, контакт через слюдяную прокладку (50 ÷ 60 мк толщиной) с силиконовой смазкой – 0,4 ºС/Вт;

- тепловое сопротивление между радиатором (S) и окружающей средой (воздухом) (A). Величины обычно приводятся в технических характеристиках радиаторов. Например, в Приложении Ж даны характеристики некоторых типов радиаторов, которые можно использовать в курсовой работе.

Расчет производим по изложенной ниже методике.

Задаем рабочие температуры

Для расчета задаем допустимую максимальную температуру кристалла и температуру окружающей среды .

Для большинства транзисторов максимальную температуру кристалла можно принять равной 150 ºС.

Температура окружающей среды при расчетах электронных устройств принимается от 40 до 55 ºС.

2 Определяем требуемое тепловое сопротивление теплоотвода

или . (3.75)

3 Ориентировочно находим требуемое тепловое сопротивление радиатора

. (3.76)

Выбираем радиатор

По справочникам, каталогам, используя Интернет, выбираем радиатор с тепловым сопротивлением величиной не менее .

Выбрав определенную марку радиатора, уточняем его тепловое сопротивление для дальнейших расчетов.

5 Определяем суммарное тепловое сопротивление проектируемого теплоотвода по уточненной формуле

. (3.77)

6 Определяем рабочую температуру кристалла при использовании выбранного радиатора

или . (3.78)

Если радиатор выбран правильно, то должно выполняться условие:

. (3.79)

На этом расчет теплоотвода для УМ может быть закончен.

Пример расчета радиатора

Исходные данные для расчета:

- мощность, выделяемая на транзисторе (ОУ) - РТ = 32 Вт;

- максимальная температура кристалла - = 140°C;

- температура окружающей среды - =55°C;

- тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом - = 1,3 ºС/Вт;

- тепловое сопротивление между корпусом прибора и радиатором при использовании силиконовой пасты = 0,3 ºС/Вт;

- тепловое сопротивление между кристаллом и воздухом (через корпус) - = 22 ºС/Вт.

1 Определяем требуемое тепловое сопротивление теплоотвода

ºС/Вт. (3.80)

2 Ориентировочно находим требуемое тепловое сопротивление радиатора

ºС/Вт. (3.81)

Выбираем радиатор

По справочникам, каталогам, используя Интернет, выбираем радиатор с тепловым сопротивлением величиной не менее .

Выбрав определенную марку радиатора, уточняем его тепловое сопротивления для дальнейших расчетов.

Принимаем радиатор, изображенный на рисунке 3.24. =0,9 ºС/Вт.

Рисунок 3.24 – Радиатор с =0,9 ºС/Вт

4 Определяем суммарное тепловое сопротивление проектируемого теплоотвода по уточненной формуле

ºС/Вт. (3.82)

5 Определяем рабочую температуру кристалла при использовании выбранного радиатора

°С. (3.83)

Радиатор выбран правильно, так как выполняется условие:

121,4 °С < 140 °С

На этом расчет теплоотвода для усилителя мощности может быть закончен.

 

Расчет маломощных выпрямителей

 

Среди разнообразных схем электроники особое место занимают различно­го рода выпрямители. Они присутствуют практически во всех электрон­ных устройствах, питающихся от сети переменного тока. Важной практической задачей является умение проводить инженерный расчет и проек­тирования таких схем.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 257;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная