Расчёт радиаторов

[Lepricon]

Требуется расчитать радиатор для MAC9. Радиатор нужен пластинчатый для крепления под платой.
Считаю по формуле: Qsa=((Ta-Tj)/Pd)-Qjc-Qcs
Мне непонятны две вещи:
1) Pd - что это за мощность: фактически рассеиваемая или максимальная элемента.
2) Qcs - почему в одних источниках оно измеряется в K/Вт, а в других C/Вт. Например, для MAC9 Qjc=2,2 C/W, а для слюды
Qcs=0,8 K/Вт. Если приводить всё в одну размерность, то получается абракадабра.
3) График выбора площади радиатора по Qsa какой-то странный: чем больше Qsa, тем больше площадь. Должно быть, вроде бы, наоборот.

Или я что-то не так понимаю?

Спасибо за ответ.

[LY1CE]

Первоначальное сообщение от Lepricon
2) Qcs - почему в одних источниках оно измеряется в K/Вт, а в других C/Вт. Например, для MAC9 Qjc=2,2 C/W, а для слюды
Qcs=0,8 K/Вт. Если приводить всё в одну размерность, то получается абракадабра.

А тут переводить ничего не надо.
Тут речь идет не об абсолютной температуре, а об приращении. В этом случае что К, что С все равно.

[Lepricon]

Ну хорошо, пусть будет так. Хотя я не согласен - в формуле должна стоять одна размерность.

А как насчёт номограммы для выбора радиатора? Может кто укажет ссылку на нормальный график. Ведь ясно, что зависимость должна быть обратная.

[Val2]

Ваша формула - расчёт теплового сопротивления.
Единица измерения - градус/ватт.
Т.е. результат - кол.во градусов на данном т. сопротивлении при данной рассеиваемой мощности (т. энергии).
Очевидно, чем этих градусов набегает больше, тем больше и требуемая поверхность для сброса тепла в среду с конечным(наперёд заданным) значением температуры охлаждаемого элемента, так что функционал между поверхностью и сбрасываемой тепл. энергией на Вашем графике правильный.
Pd - рассеиваемая эл. мощность на охлаждаемом элементе;
Ta-Tj - перепад температуры на тепловом сопротивлении;
Остальные Q - соответственно паспортные сопротивления корпус/радиатор вашего устройства, например транзистора,
и кристалл транзистора/корпус транзистора или (вы не указали что обозначено этими Q) прокладки из слюды, термопасты...
С уважением.
P.S. Всё это своего рода закон ома для тепловой энергии, где перепад температуры - как потенциал и т.д., только итог сильно нелинейный - поэтому и графики, рекомендации по конструкции охладителя и пр.

[Lepricon]

Насчёт градусов всё правильно - чем больше, тем больше. Но Pd стоит в знаменателе. Следовательно, чем меньшую мощность надо рассеять, тем большая площадь радиатора получается в итоге. Для 1 Вт будет около нескольких м2!

Где же истина?

[Михаил]

Формула правильная. Чем меньшую мощность надо рассеять, тем допустимо большее тепловое сопротивление радиатор-среда (Q sink to ambient). Значит, что-то не так при переходе от теплового сопротивления к площади и конструкции. Меньшее тепловое сопротивление имеют большие радиаторы.

[Lepricon]

Графк (в моей книжке) чётко показывает зависимость Sa(Qsa), с некоторым сдвигом, правда. Если формула правильная (а это так по информации с разных источников - и наших и не наших), то получилось, что с чего начали, то и получили - неверный график. HELP!!! Ни за что не поверю, что никто из посещающих данный форум ни разу сам не считал радиатор!

[Val2]

- Ни за что не поверю, что никто из посещающих данный форум ни разу сам не считал радиатор!-

Коллеги! Мне одно время приходилось этим кормиться, а так же объяснять (чтобы воду возить - на молодых... шутка).

Давайте глянем пример (цифры я возьму по памяти):
дано - расчитать теплоотвод транзистора КТ808, Uek=10 v,
Ik= 1A. Т.е. рассеиваемая мощность Р=10вт;
Q1=2гр./вт - тепловое сопротивление кристалл-корпус, по справочнику;
Q2=0.8 гр./вт - т.с. прокладки из слюды - по справочнику;
Т1=50гр.С - максимально допустимая т-ра в коробке с нашим устройством;
Т2=150 гр.С - максимальная температура кристалла транзистора, по справочнику.
Итого: максимальное допустимое тепловое сопротивление нашей конструкции Qm = (150-50)/10 = 10 вт/гр;
Максимально допустимое тепловое сопротивление теплового перехода РАДИАТОР/СРЕДА Qr = Qm - Q1- Q2 =/ сравните с данной в начале сектора!/ = 10- 0.8-2 = 7.2 гр/вт.
Итак:
1) можно взять справочники по охладителям и выбрать подходящую модель по значению Qr и расчетному перепаду температуры радиатор/среда
2) найти площадь охладителя ОПРЕДЕЛЁННОЙ конструкции ( вспомните типовую рекомендацию - "..установите на пластину из алюминия толщиной... и площадью не менеее.. установленной горизонтально...) по номограмме или таблице
3) метод xxxx - ставишь транзистор на радиатор без паспорта (примерно-де пойдёт...), ставишь прокладку, ставишь горизонтально или как тебе удобнее, и греешь это всё Р=5 вт, при комнатной т-ре 22гр.С. Через час (чтобы тепловые потоки престали меняться) измеряешь температуру корпуса транзистора (нужен точечный контактный термометр, не особо точный, 2% пойдёт, - если нет под рукой бесконтактного за $15 000).

Далее очевидно. Например (77-22)/5 = 11 вт/гр, в том числе Т.С кристалл-корпус по справочнику, Т.С прокладки...
Этого хватит? Давайте проверим.
При Рм= 10 вт:
Т=10*11=110 гр.С, т.е. температура кристалла (в нашей коробке и при нашей мощности, на данном радиаторе, установленном так-то и так-то) будет 50+110=160 гр.С.

КТ808 - умрёт.
Транзистор в металло-керамическом корпусе, с допустимым током 20А и Vкэ = 1000В (имеет тепловое сопротивление около 1гр/вт), Тmax =150 гр.С - тоже умрёт.
Импортный тр-р с допустимой температурой кристалла Т=200гр.С - будет жить.
Импортный тр-р с допустимой температурой кристалла Т=170гр.С - будет жить. Плохо, конечно, но к счастью не долго....

Существуют также приближённые формулы (по сути, те же номограммы) для, например плоской пластины или П-образной, или сколько-то там рёбер охлаждения площадью Х каждое... установленные так и перетак.

Нужно заметить, все эти выкладки - упрощены (но пригодны под опытные конструкции-макеты), чтобы не мутить воду: Тепловое сопротивление - нелиненая величина, оно зависит еще и от перепада температуры на тепловом переходе - меняются условия теплообмена, меняется РАДИАЦИОННАЯ составляющая перебрасываемой энергии.

Совет: взяв предельную температуру кристалла транзистора, сделайте запас для надёжности, - используёте в расчётах 0.75 - 0.9 этого значения.

И последнее. Почему-то всё это по началу даётся сложно... Почти всем. По моим наблюдениям 9 из 10 (сам я маялся дня 2, не меньше).
Не стоит нервничать, возмите карандаш, бумажку, посчитайте...
Я уже говорил, всё это - по сути как закон Ома для тепловой цепи. Чем больше ток(тепловой), т.е. сбрасываемая энергия, тем больше падение напряжения(температуры). А само сопротивление, если не меняется конструкция, например ставим кулер, - почти константное значение.

-------------
Насчёт градусов всё правильно - чем больше, тем больше. Но Pd стоит в знаменателе. Следовательно, чем меньшую мощность надо рассеять, тем большая площадь радиатора получается в итоге. Для 1 Вт будет около нескольких м2!
-------------

По вашему выходит так: чем меньше ток (амперы) тем больше падение напряжения... несколько кв. метров?!!

Если при маленькой рассеиваемой мощности перепад температуры значителен - это значит что т.с. конструкции большое. У КТ315 - около 670гр./вт, 0.15 вт рассеиваемой мощности убъет этот транзистор.

[Serdg]

Есть нагреватель 1 штука (подогрев сидений авто 2,1 ампера),есть транзистор irlz34n в корпусе ТО220.Транзистор работает в режиме ШИМ (на максимальной мощности нагрева, скорее всего практически открыт),температура окружающей среды +30 градусов.Питание 14,4 вольта.Все это находится в корпусе.
И вот сама суть вопроса:
А как расчитать нужен ли транзистору радиатор.
Сам радиатор конечно можно рассчитать,методик много.Но температура кристала,в зависимости от окружающей среды возможно будет расти.
Прошу мне помочь.

[UR5CBZ]

.Но температура кристала,в зависимости от окружающей среды возможно будет расти.

В Шим транзистор работает в режиме ключа,тоесть ему легче чем быть все время открытым но все равно его нужно крепить на какую нить пластину.На корпус хорошо.

[RA3POD]

в режимах шим+мосфет очень много подводных камней, о которых если забудешь то транзистор вылетит за 1 минуту при том что он рассчитан на ток раз 10 большим чем теоретически рассчитанный.

можно схему вашу и что является нагрузкой

[Serdg]

Схема не моя,но делаю я

[UR5CBZ]

Схема протеус

А можно в чем нибудь попроще?
Хотя понятно что нагреватель.

[Serdg]

Ну только вот .

[Serdg]

Ну вот все пропали