Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Рекомендации по выбору радиаторов

Тип радиатора и условия теплообмена

Рассеиваемая мощ-, ность. Вт

Основные ргГймеры радиаторов. >< 1 0

-3 M

Примечание

SS S X = S я

я к" о.

« Я 3 ш S.-2.

Раз.черы основания в плане

i i i

u a-с

ш Q.

До 5

. 3-4

До 100X100

Ширину и длину радиатора

лучше делать одинаковыми

От &до 2 0

8- 32

До 150X150

8-14

Размеры радиаторов для едк-

До 100

8 - 32

До шах 150

4- 6

нпчного прибора ие более

100X100. Толщина ребра 1-

2 мм

От 5 до 20

8-32

До 150X150

Нижнее основание штыря 2.5-

4 -5

8-32

До 150X150

3 мм. верхнее- 1 - 1.5 мм

40X40

15-24

Дивметр проволоки 0.9 мм

70X100

7 - 8

Продольный шаг проволочных

100X150

10-12

1 ебер 2-2.5 мм

150X200

10 - 12

40X40

15- 24

Диаметр проволоки 0.7 мм

70X100

100X150

10-12

150X200

10 - 12

5-20

0 - 3

15-20

Ширина ребер 3-8 m.w

До 100

15-ao

(остествеинвя и

Пластинчатый радиатор конвекция)

Ребристый радиатор (односторонний двусторонний): а) естественная конвекция б! вынужденная конвекция

Штыревой радиатор (односторонний и двусторонний):

а) естественная конвекция

б) вынужденная конвекция Пластинчатый петельно-проволочный радиатор. Естественная конвекция:

«) радиатор нз алюминия

б) радиатор из меди

Радиатор *краб>:

а) естественная конвекция

С) вынужденная конвекция



Наибольшее расиространение получили- пластинчатые, ребристые и штыревые радиаторы. Сравнение штыревых и ребристых радиаторов показывает, что для блоков, масса которых ограничена, рекомендуется применять штыревые радиаторы. Если габариты имеют решающее значение, применяют ребристые радиаторы. Штыревой радиатор при естественной конвекции работает более эффективно при горизонтальном расположении штырей; при обдуве поток газа должен быть направлен в торец .радиатора. Ребристый радиатор в условиях естественной конвекции должен располагаться ребрами вертикально, а при наличии обдува - боковой поверхностью ребер по направлению потока газа, Если радиатор установлен на горизонтальном шасси, то снизу необходимо предусмотреть отверстия для прохода газа или поднять радиатор над шасси на расстояние (10-15) • 10-""м. Не рекомендуется применять ребристые и штыревые радиаторы с высотой ребра (штыря) более 32 • 10-" м.

Петельно-проволочные радиаторы эффективнее оребренных и штыревых в 1,5-2,3 раза по массовым и объемным характеристикам, однако их применение ограничено сложностью технологии изготовления.

Радиаторы типа «краб» имеют высокую эффективность, которая достигается ступенчатым расположением ребер. Они расположены так, что не излучают друг на друга лучистой энергии, геометрия легко обеспечивает естественное конвективное охлаждение, при обдуве не требует строго направленного потока газа.

Прн подборе покрытия на радиаторах должна обеспечиваться степень черноты е не менее 0,85.

В качестве материалов рекомендуется применять алюминиевые сплавы, которые обладают хорошей теплопроводностью и малой плотностью, а также отвечают требованиям технологии изготовления.

При жестких требованиях к массе для радиаторов используют магний; однако изготовление радиаторов из магниевых сплавов более трудоемко.

В табл. 13.7 приведены наиболее распространенные материалы для радиаторов, а также их свойства.

Таблица 13,7

Некоторые характеристики материалов, используемых для изготовления радиаторов

Материал

Марка

Плотность, кг/м»

Теплопроводность. Вт/(м-К)

Технический алю-

АД1, АД, AM

2710

218-226

миний.

2730

Алюминиевые

2650

сплавы

2660

Д16М

2780

Д16Т

2780

Медь

Ml, М2, МЗ

8940

Латунь

8850

80-140

Магниевые спла-

МА-1

МА-3 МА-8 ВМ-65-1

1700-1800

65 124 109



Важное значение для обеспечения нормального теплового режима ЭРИ, устанавливаемых иа радиаторах, имеет значение теплового контактного сопротивления (ТКС) соприкасающихся поверхностей ЭРИ и радиатора /?н.р (см. (13.16), (13.17)], которое определяется в основном следующими факторами: контактным давлением, шероховатостью, пеплоскостностью и волнистостью, наличием различных прокладок и смазок, теплофизическими свойствами и температурой контактирующих поверхностей и проводимостью в тонких газовых щелях. Прн расчетах рационально пользоваться экспериментальными значениями ТКС, однако в первом приближении пользуются и расчетными значениями.

Поверхность контакта радиатора должна иметь шероховатость поверхности не более 2,5. Для уменьшения контактного сопротивления поверхности покрывают обычно теплопроводной пастой КПТ-8 (X = 0,7 Вт/м • К), полиметилсилоксаиовой жидкостью с вязкостью от 200 до 1000 Сп {X- 0,12-0,16) Вт/м- К, устанавливают на клей-герметик «Эластосил 11-01» (Х- (0,7-1,0) Вт/м • К).

По опытным данным смазка контактных поверхностей в 2-2,5 раза уменьшает ТКС и влияние шероховатости контактных поверхностей, а также влияние случайных факторов (затяжка винтов, попадание пыли, наличие заусенцев).

Усилие затягивания винтов, крепящих ЭРИ к радиатору, должно соответствовать требованиям, указанным в технических условиях на элементы. Если момент силы затягивания не указан, то рекомендуется для винтов МЗ - не менее 14,7 Н • м ±10%, а для винтов М4 - не менее 39,2 Н - м ±10 %. При меньшем усилии Затяжки винтов ТКС резко возрастает.

Применение электроизоляционных прокладок между поверхностями ЭРИ и радиаторами вносит дополнительное тепловое сопротивление в зону контакта, вследствие чего повышается температура ЭРИ. Поэтому, выбирая способ его крепления, приходится идти иа компромисс между требованиями, предъявляемыми к электрической изоляции, и ТКС. В табл. 13.8 приведены удельные тепловые сопротивления некоторых электроизоляционных Прокладок для полупроводниковых приборов.

Расчетные зависимости и рекомендации по выбору радиаторов позволяют рассчитать геометрические размеры радиатора прн заданной мощности, рассеиваемой ЭРИ (проектный расчет) или при известных геометрических размерах определить мощность, рассеиваемую радиатором для заданной допустимой температуры перехода ПП илн корпуса ПП (ИМС), т.е. провести проверочный расчет.

Методику и порядок проектного и поверочного расчетов проиллюстрируем на конкретных примерах.

Пример 1. Рассчитать тепловой режим диодов 2Д212А и 2Д213А с мощностью рассеяния Р = 0,8 Вт каждый. Диоды работают в условиях естественной конвекции прн температуре окружающей среды Гс = 45 °С и нормальном давлении.

Из табл. 13.5 находим:

для диода 2Д212А - /?„.с = ПО К/Вт, Г„. 140 °С;

для диода 2Д213А - /?„.с= 60 К/Вт, Tj,. „„„ = 140 "С.

1. Определяем температуру перехода днода 2Д212А Тп= Тс+ Rn.cP = 45 -f ПО • 0,8 = 133 °С.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 [176] 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0214