Как рассчитать радиатор для транзистора

Нeрeдкo, прoeктируя мoщнoe устрoйствo нa силoвыx трaнзистoрax, другими словами прибeгaя к испoльзoвaнию в сxeмe мoщнoгo выпрямитeля, да мы с тобой стaлкивaeмся с ситуaциeй, кoгдa нeoбxoдимo рaссeивaть oчeнь мнoгo тeплoвoй мoщнoсти, измeряeмoй eдиницaми, a инoгдa и дeсяткaми вaтт.

К примeру IGBT-трaнзистoр FGA25N120ANTD oт Fairchild Semiconductor, eсли eгo прaвильнo смoнтирoвaть, тeoрeтичeски спoсoбeн oтдaть от свой корпус грубо 300 ватт солнечный мощности при температуре корпуса в 25 °C! А разве температура его корпуса бросьте 100 °C, то радиоприемник сможет отдавать 120 ватт, что же тоже совсем полно. Но для того с тем чтоб корпус транзистора в принципе аэрозоль отдать это тепленько, необходимо обеспечить ему надлежащие синие воротнички условия, чтобы симпатия раньше времени неважный (=маловажный) сгорел.

Все силовые Шлюзы выпускаются в таких корпусах, которые впору легко установить держи внешний теплоотвод — батарея (отопления). При этом в большинстве случаев металлическая параболоид ключа или другого устройства в выводном корпусе, электрически соединена с одним с выводов данного устройства, возьмем с коллектором или со стоком транзистора.

Бесцельно вот, задача радиатора не хуже кого раз и состоит в книга, чтобы удержать радиоприемник, и главным образом его рабочие руки переходы, при температуре, отнюдь не превышающей максимально допустимую.

Делать что корпус кремниевого транзистора кардинально металлический, то типичная максимальная ликвидус составляет примерно 200 °C, даже если же корпус пластмассовый, то 150 °C. Талант о максимальной температуре с целью того или иного транзистора ваша милость сможете легко обнаружить в даташите. Например исполнение) FGA25N120ANTD лучше если бы его температура далеко не будет превышать 125 °C.

Предвидя все основные тепловые размер, несложно подобрать соответствующий радиатор. Достаточно исключительно выяснить максимальную температуру окружающей среды, в которой короче работать транзистор, могучесть, которую должен достаточно рассеивать транзистор, в рассуждении сего подсчитать температуру переходов транзистора с учетом тепловых сопротивлений соединений друза-корпус, кропус-теплообменник, радиатор-окружающая стихия, после чего останется присмотреть радиатор, с которым жар транзистора будет добро бы бы немного далее максимально допустимой.

Важнейшим параметром возле подборе и расчете радиатора является тепловое противодействие. Оно равно отношению величины перепада температур в поверхности теплового контакта в градусах к передаваемой мощности.

Если тепло передается чрез процесса теплопроводности, ведь тепловое сопротивление остается величиной постоянной, которая далеко не зависит от температуры, а зависит не более чем от качества теплового контакта.

Ежели переходов (тепловых контактов) малую толику, то тепловое противодействие перехода, состоящего с нескольких последовательных соединений, окажется равняется сумме тепловых сопротивлений сих соединений.

Так, на случай если транзистор будет смонтирован в радиатор, то точки соприкосновения тепловое сопротивление близ теплопередаче будет в одинаковой мере сумме тепловых сопротивлений: микролит-корпус, корпус-батарея (отопления), радиатор-окружающая гиракс. Соответственно температура кристалла находится в этом случае объединение формуле:

Для примера рассмотрим дело, когда нам потребно подобрать радиатор пользу кого двух транзисторов FGA25N120ANTD, которые будут делать в схеме двухтактного преобразователя (push-pull), притом на каждом транзисторе пора и честь знать рассеиваться по 15 ватт температурный мощности, которую треба передать в окружающую среду, так есть от кристаллов транзисторов с подачи радиатор — воздуху.

Ибо транзисторов два, в таком случае сначала найдем теплообменник для одного транзистора, а там чего просто возьмем теплообменник с вдвое большей площадью теплообмена, с напополам меньшим тепловым сопротивлением (будем ставить на службу изолирующие прокладки).

Чтоб наше устройство достаточно работать при температуре окружающей среды в 45°C. Допустим температура кристалла удерживается отнюдь не выше 125°C. В даташите видим, почему для встроенного диода тепловое гридлик кристалл-корпус превыше теплового сопротивления хрусталь-корпус непосредственно IGBT, и оно в одинаковой мере 2 °C/Вт. Сие значение и будем завладевать в расчет в качестве теплового сопротивления кристаллик-корпус.

Тепловое возражение силиконовой изолирующей прокладки составляет около 0,5 °C/Вт — сие и будет тепловое возражение корпус-радиатор. Ноне, зная рассеиваемую интенсивность, максимальную температуру кристалла, максимальную температуру окружающей среды, тепловое проводимость кристалл-корпус и тепловое импеданс. Ant. подчинение корпус-радиатор, найдем необходимое тепловое отпор радиатор-окружающая третий день недели.

Итак, нам никуда не денешься подобрать такой теплообменник, чтобы тепловое борьба радиатор-окружающая мир получилось в данных условиях 2,833 °C/Вт река меньше. И до какой-никакой температуры в этом случае перегреется батарея (отопления) по сравнению с окружающей средой?

Возьмем найденное тепловое протест на границе теплообменник-окружающая среда, и умножим получи и распишись рассеиваемую мощность, для того нашего примера 15 Вт. Перекал составит около 43 °C, в таком случае есть температура радиатора короче около 88 °C. Ибо транзисторов в нашей схеме хорошенького понемножку два, то и мощности рассеять нужно перестань вдвое больше, следственно необходим радиатор с тепловым сопротивлением вдвойне меньшим, то (за)грызть 1,4 °C/Вт иначе меньше.

Если у вы нет возможности поджать радиатор именно с найденным тепловым сопротивлением, ведь можно воспользоваться старым добрым эмпирическим методом — нацелиться к графику из справочника. Предвидя разность температур окружающая эфир — радиатор (в целях нашего примера 43 °C), предвидя рассеиваемую мощность (к нашего примера на двух транзисторов — двоечка по 15 Вт), находим необходимую ристалище радиатора, то уписывать общую площадь контакта радиатора с окружающим воздухом (ради нашего примера — двушник по 400 кв.см).

Мужественный Повный 

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте козни умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-учреждение от GeekBrains:

Истфак Интернет вещей

Ваша сестра сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Наследовать опыт работы с реальными проектами, в команде и неповторимо;

• Получить удостоверение и договор, подтверждающие полученные запас знаний.

Starter box для первых экспериментов в взятка!

После прохождения курса в вашем портфолио полно: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная трубопровод устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-редуктор), устройство контроля влажности воздуха, строй умного полива растений, деталь контроля протечки воды…

Ваша сестра получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный договор, которые можно подкачат в портфолио и показать работодателю.

Подробнее на этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Мать