Paano makalkula ang radiator para sa isang transistor

Kadalasan, kapag ang pagdidisenyo ng isang napakalakas na aparato sa mga transistor ng kuryente, o paggamit ng isang malakas na rectifier sa circuit, nahaharap tayo sa isang sitwasyon kapag kinakailangan upang mawala ang maraming thermal power, sinusukat sa mga yunit, at kung minsan ay sampu-sampong watts.

Halimbawa, ang FGA25N120ANTD IGBT transistor ng Fairchild Semiconductor, kung mai-install nang tama, ay pawang teoretikal na naghahatid ng halos 300 watts ng thermal power sa pamamagitan ng tsasis sa temperatura ng chassis na 25 ° C! At kung ang temperatura ng kaso nito ay 100 ° C, kung gayon ang transistor ay makakapagbigay ng 120 watts, na kung saan ay marami din. Ngunit upang ang kaso ng transistor ay maaaring magbigay ng init na ito sa prinsipyo, kinakailangan upang maibigay ito sa tamang kondisyon ng pagtatrabaho upang hindi ito masunog nang mas maaga.

Ang lahat ng mga switch ng kuryente ay inisyu sa mga naturang kaso na madaling mai-install sa isang panlabas na paglubog ng init - isang radiador. Bukod dito, sa karamihan ng mga kaso, ang metal na ibabaw ng susi o iba pang aparato sa output ng pabahay ay elektrikal na konektado sa isa sa mga terminal ng aparatong ito, halimbawa, sa kolektor o sa paagusan ng transistor.

Kaya, ang gawain ng radiator ay tiyak na panatilihin ang transistor, at higit sa lahat ang mga gumaganang paglilipat nito, sa isang temperatura na hindi hihigit sa maximum na pinapayagan.

Kung ang kaso silikon transistor ganap na metal, kung gayon ang karaniwang maximum na temperatura ay humigit-kumulang na 200 ° C, kung ang kaso ay plastik, pagkatapos ay 150 ° C. Madali kang makahanap ng data sa maximum na temperatura para sa isang naibigay na transistor sa datasheet. Halimbawa, para sa FGA25N120ANTD mas mabuti kung ang temperatura nito ay hindi lalampas sa 125 ° C.

Alam ang lahat ng mga pangunahing mga parameter ng thermal, madaling pumili ng isang angkop na radiator. Ito ay sapat na upang malaman ang maximum na ambient temperatura kung saan ang transistor ay magpapatakbo, ang lakas na kakailanganin ng transistor upang mawala, pagkatapos ay kalkulahin ang temperatura ng paglipat ng transistor na isinasaalang-alang ang thermal resistances ng crystal-case, crocus-radiator, koneksyon ng radiator-kapaligiran, pagkatapos nito ay nananatiling pumili ng isang radiator na kung saan ang temperatura ng transistor ay hindi bababa sa bahagyang mas mababa kaysa sa maximum na pinapayagan.

Ang pinakamahalagang parameter sa pagpili at pagkalkula ng radiator ay thermal resistensya. Ito ay katumbas ng ratio ng pagkakaiba ng temperatura sa ibabaw ng thermal contact sa mga degree sa ipinadala na kapangyarihan.

Kapag ang init ay inilipat sa pamamagitan ng proseso ng pagpapadaloy ng init, ang thermal resistensya ay nananatiling pare-pareho, na hindi nakasalalay sa temperatura, ngunit nakasalalay lamang sa kalidad ng thermal contact.

Kung mayroong maraming mga paglilipat (mga contact sa thermal), kung gayon ang thermal resistensya ng paglipat, na binubuo ng maraming magkakasunod na compound, ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga thermal resistances ng mga compound na ito.

Kaya, kung ang transistor ay naka-mount sa isang radiator, kung gayon ang kabuuang paglaban ng thermal sa panahon ng paglilipat ng init ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga thermal resistance: crystal-case, case-radiator, radiator-environment. Alinsunod dito, ang temperatura ng kristal ay nasa kasong ito ayon sa pormula:

Bilang isang halimbawa, isaalang-alang ang kaso kung kailangan nating pumili ng isang radiator para sa dalawang transistors na FGA25N120ANTD, na gagana sa isang circuit ng push-pull converter, kasama ang bawat transistor na naghihiwalay ng 15 watts ng thermal power na dapat ilipat sa kapaligiran, i.e. kristal ng mga transistor sa pamamagitan ng isang radiator - sa hangin.

Dahil mayroong dalawang transistor, nahanap muna namin ang isang radiator para sa isang transistor, pagkatapos na kumuha lang kami ng isang radiator na may dalawang beses na mas maraming lugar ng paglilipat ng init, na may kalahati ng mas maraming thermal resistance (gagamitin namin ang mga insulating gasket).

Hayaan ang aming aparato na gumana sa isang nakapaligid na temperatura na 45 ° C. Hayaan ang temperatura ng kristal ay panatilihing hindi mas mataas kaysa sa 125 ° C. Sa datasheet, nakita namin na para sa built-in na diode ang thermal resistance ng crystal-case ay mas malaki kaysa sa thermal resistance ng crystal-case na direktang IGBT, at ito ay katumbas ng 2 ° C / W. Ang halagang ito ay isasaalang-alang bilang thermal pagtutol ng crystal-case.

Ang thermal resistance ng silicone insulating gasket ay tungkol sa 0.5 ° C / W - ito ang magiging thermal resistance ng case-radiator. Ngayon, alam ang hindi natukoy na kapangyarihan, ang maximum na temperatura ng kristal, ang maximum na ambient na temperatura, ang thermal resistance ng crystal-casing at ang thermal resistance ng casing-radiator, nakita namin ang kinakailangang thermal resistensya ng radiator-environment.

Kaya, kailangan nating pumili ng isang radiator upang ang thermal resistensya ng kapaligiran-radiator ay nakuha sa ilalim ng ibinigay na mga kondisyon ng 2.833 ° C / W o mas kaunti. At sa anong temperatura sa kasong ito ay nag-init ang radiator kumpara sa kapaligiran?

Dalhin ang nahanap na thermal resistensya sa hangganan ng kapaligiran ng radiator at dumami sa pamamagitan ng hindi natanggal na kapangyarihan, para sa aming halimbawa 15 watts. Ang overheating ay magiging tungkol sa 43 ° C, i.e. ang temperatura ng radiator ay magiging mga 88 ° C. Dahil magkakaroon ng dalawang transistor sa aming circuit, kinakailangan na iwaksi ang kapangyarihan nang dalawang beses nang mas maraming, na nangangahulugang kailangan mo ng isang radiator na may isang thermal resistance na kalahati na maliit, iyon ay 1.4 ° C / W o mas kaunti.

Kung wala kang pagkakataon na pumili ng isang radiator na natagpuan ang thermal resist, pagkatapos ay maaari mong gamitin ang magandang lumang pamamaraan ng empirikal - sumangguni sa iskedyul mula sa sanggunian na libro. Alam ang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng kapaligiran at radiator (para sa aming halimbawa na 43 ° C), alam ang hindi natanggal na kapangyarihan (para sa aming halimbawa, para sa dalawang transistor - dalawa sa 15 W bawat isa), nakita namin ang kinakailangang lugar ng radiator, iyon ay, ang kabuuang lugar ng pakikipag-ugnay ng radiator na may ambient na hangin (para sa aming isang halimbawa - dalawa sa 400 cm2).

Tingnan din sa paksang ito:Inch * degree / watt - ano ang parameter ng radiator na ito?