Конструктивный расчет

Теплоотвод на оба транзистора оконечного каскада требуется способный рассеять около 16 ватт. Допустимая температура кристалла 150 градусов, тепловое сопротивление коллектор-корпус можно найти по графику «бесконечно большого» радиатора из даташита.

Рисунок 12 – определение теплового сопротивления

125/(65)=1.91 градуса на ватт. Учитывая что транзистора 2 примем 0.96 градуса на ватт для всей сборки. Рабочий диапазон температур согласно ГОСТ для климатического исполнения УХЛ4 0-40 градусов. Примем температуру окружающей среды 40 градусов.

Материалы НОМАКОН™ КПТД-2 обеспечивают эффективный отвод тепла и электрическую изоляцию за счет повышенных теплопроводящих и диэлектрических свойств керамических наполнителей, комформности к контактным поверхностям и выраженной термической релаксации. Листовые материалы КПТД-2М благодаря особому эластичному гелеобразному полимеру чрезвычайно легко деформируются при сжатии и плотно прилегают ко всем компонентам печатной платы. Такие материалы при толщине листа 0,5-6 мм могут служить прокладкой между всей печатной платой и теплоотводящим элементом, например, металлическим корпусом устройства или радиатором, обеспечивая объемный теплоотвод.

Рисунок 13 – параметры тепропроводящей изолирующей прокладки

%%%%radiator

t_env=40; %макс. температура среды

t_max=150; %макс. температура кристалла

res_1=1.91/2; %тепловое сопротивление кристалл/корпус

res_2=1.95/2; %сопротивление диэл. прокладки

res_=res_1+res_2;

dT=res_*P_diss_op4;

T_=t_max-dT-t_env; %разность температур между радиатором и средой не более

res_rad=T_/P_diss_op4; %тепловое сопротивление радиатора не более, градус/ватт

Получаем тепловое сопротивление радиатора не более res_rad =5.3077. Остальные транзисторы можно разместить на этот же радиатор, разностью их температур между кристаллом и радиатором можно пренебречь. Учесть только суммарную рассеиваемую мощность.

P_diss_sum=P_diss_op4+P_diss_op3+0.045*Ucc %суммарная рассеиваемая мощность

res_rad_sum=T_/P_diss_sum %тепловое сопротивление с поправкой

Полученные значения:

P_diss_sum =17.3081

res_rad_sum =4.6607

Выберем из каталогов подходящий радиатор:

HS 113-30, радиатор 30х85х24 мм, 4.8 дюйм*градус/Вт

Рисунок 14 – радиатор

Его высота составляет 30мм, тогда его полная тепловое сопротивление составит 3.94 градус/ватт. Для удешевления конструкции в массовом производстве можно взять длинный радиатор данного профиля, и рассчитать минимальную высоту, но для единичной сборки можно взять готовый HS 113-30 и исключить лишние технологические операции, оставив запас по рассеиваемой мощности.

Ожидаемый нагрев радиатора до 108 градусов при температуре среды 40 градусов на предельной мощности.

Дата добавления: 2015-10-29