Радиаторууд хагас дамжуулагч төхөөрөмж

Ашиглалтын явцад өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд хүрээлэн буй орчинд тодорхой хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Хэрэв та тэдгээрийн хөргөлтийг анхаарч үзэхгүй бол транзистор ба диодууд ажиллаж байгаа болор хэт халалтаас болж бүтэлгүйтэж магадгүй юм. Транзистор (болон диод) -ын дулааны хэвийн нөхцлийг хангах нь чухал ажлуудын нэг юм. Учир нь зөв шийдвэрЭнэ даалгаврын хувьд та радиаторын ажиллагаа, техникийн чадварлаг дизайны талаар ойлголттой байх хэрэгтэй.

Та бүхний мэдэж байгаагаар аливаа халсан объектыг хөргөхөд хүрээлэн буй орчинд дулаан ялгаруулдаг. Транзисторт ялгарах дулааны хэмжээ нь хүрээлэн буй орчинд ялгарах дулааны хэмжээнээс их байвал транзисторын биеийн температур тасралтгүй нэмэгдэх болно. Тодорхой утгын хувьд дулааны тэнцвэр гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл ялгарсан болон ялгарсан дулааны хэмжээгээр тэнцүү байна. Хэрэв дулааны балансын температур нь транзисторын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс бага байвал энэ нь найдвартай ажиллах болно. Хэрэв энэ температур зөвшөөрөгдөх дээд температураас өндөр байвал транзистор ажиллахгүй болно. Бага температурт дулааны тэнцвэрийг бий болгохын тулд транзисторын дулаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай.

Дулаан дамжуулах гурван арга байдаг: дулаан дамжуулалт, цацраг, конвекц. Агаарын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь ихэвчлэн бага байдаг - радиаторыг тооцоолохдоо энэ утгыг үл тоомсорлож болно. Цацрагаар ялгарах дулааны хэсэг нь зөвхөн өндөр температурт (цельсийн хэдэн зуун градус) чухал байдаг тул транзисторын харьцангуй бага температурт (60-80 градусаас ихгүй) энэ утгыг үл тоомсорлож болно. Конвекц нь агаар ба биеийн температурын зөрүүгээс үүдэлтэй халсан биеийн бүсэд агаарын хөдөлгөөн юм. Халаасан объектоос ялгарах дулааны хэмжээ нь тухайн объект ба агаарын температурын зөрүү, гадаргуугийн талбай, биеийг угаах агаарын урсгалын хурдтай пропорциональ байна.

Би бага байхдаа таарч байсан анхны шийдэлхүчирхэг гаралтын транзисторуудаас дулааныг зайлуулах. Урт утсан дээрх транзисторуудыг (тэр үед P210 төрлийн транзисторуудыг өсгөгч барихад ашигладаг байсан) орон сууцны гадна талд байрлуулсан байв. Хайрцаг руу хоёр хуванцар савтай ус бэхэлсэн бөгөөд дотор нь транзисторууд байв. Ингэснээр "ус" хэмнэлттэй хөргөлтийг хангасан. Лаазтай ус халах үед зүгээр л хүйтэн усаар солигдсон ... Усны оронд та эрдэс (шингэн) эсвэл хэрэглэж болно. трансформаторын тос... Одоо энэ салбар компьютерийн процессор болон видео картуудад зориулсан усан хөргөлтийн системийг олноор үйлдвэрлэж эхэлсэн - машины радиаторын зарчмаар (гэхдээ энэ нь миний бодлоор чамин ...).

Хагас дамжуулагч болороос дулааныг үр дүнтэй зайлуулахын тулд дулаан шингээгч (радиатор) ашигладаг. Радиаторын зарим загвартай танилцацгаая.

Доорх зурагт дөрвөн төрлийн дулаан шингээгчийг харуулав.

Тэдгээрийн хамгийн энгийн нь хавтан радиатор юм. Түүний гадаргуугийн талбай нь хоёр талын талбайн нийлбэртэй тэнцүү байна. Ийм дулаан шингээгчийн хамгийн тохиромжтой хэлбэр нь тойрог, дараа нь дөрвөлжин, тэгш өнцөгт юм. Бага эрчим хүч зарцуулахын тулд хавтан радиаторыг ашиглах нь зүйтэй. Ийм радиаторыг босоо байдлаар суурилуулах ёстой, эс тэгвээс үр дүнтэй тараах талбай багасна.

Сайжруулсан хавтан дулаан шингээгч нь янз бүрийн чиглэлд нугалж буй хэд хэдэн хавтангийн багц юм. Хамгийн энгийн хавтантай тэнцүү гадаргуутай энэ радиатор нь жижиг хэмжээтэй байдаг. Энэхүү дулаан шингээгчийг хавтантай дулаан шингээгчтэй адил суурилуулсан. Шаардлагатай гадаргуугаас хамааран хавтангийн тоо өөр өөр байж болно. Ийм радиаторын тархалтын талбай нь хавтангийн бүх муруй хэсгүүдийн талбайн нийлбэр ба төв хэсгийн гадаргуугийн талбайтай тэнцүү байна. Энэ төрлийн радиаторууд нь бас сул талуудтай: бүх хавтангаас дулааныг зайлуулах үр ашиг буурах, түүнчлэн хавтангийн уулзвар дээр төгс шулуун гадаргууг олж авах боломжгүй байдаг.

Хавтангийн радиаторыг хийхийн тулд та хамгийн багадаа 1.5 (илүү зохимжтой 3) миллиметр зузаантай хавтанг ашиглах хэрэгтэй.

Сэрвээтэй радиатор - ихэвчлэн цул цутгамал эсвэл тээрэмдсэн - нэг эсвэл хоёр талт сэрвээтэй байж болно. Хоёр талт сэрвээ нь гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Ийм дулаан шингээгчийн гадаргуугийн талбай нь бүх хавтангийн гадаргуугийн талбайн нийлбэр ба радиаторын үндсэн хэсгийн гадаргуугийн талбайн нийлбэртэй тэнцүү байна.

Эдгээрээс хамгийн үр дүнтэй нь зүү (эсвэл зүү) радиатор юм. At хамгийн бага хэмжээийм радиатор нь хамгийн их үр дүнтэй тараах талбайтай. Ийм дулаан шингээгчийн гадаргуугийн талбай нь зүү тус бүрийн талбай ба үндсэн биеийн талбайн нийлбэртэй тэнцүү байна.

Мөн албадан агаараар хангадаг дулаан шингээгч байдаг (жишээлбэл, таны компьютерийн процессорын хөргөгч). Радиаторын жижиг гадаргуутай эдгээр дулаан шингээгч нь хүрээлэн буй орчинд ихээхэн хэмжээний эрчим хүч тараах чадвартай (жишээлбэл, R-1000 дунд хурдны процессор нь ачаалалаас хамааран 30-70 ватт дулааны энерги ялгаруулдаг) . Ийм дулаан шингээгчийн сул тал нь үйл ажиллагааны явцад дуу чимээ ихсэх, үйлчилгээний хугацаа хязгаарлагдмал (сэнсний механик элэгдэл) юм.

Радиаторын материал нь ихэвчлэн хөнгөн цагаан ба түүний хайлш юм. Зэсээр хийсэн дулаан шингээгч нь хамгийн сайн үр ашигтай байдаг боловч ийм радиаторын жин, өртөг нь хөнгөн цагааныхаас өндөр байдаг.

Хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг тусгай фланц ашиглан дулаан шингээгч дээр суурилуулсан. Хэрэв төхөөрөмжийг радиатораас тусгаарлах шаардлагатай бол янз бүрийн тусгаарлагч жийргэвчийг ашигладаг. Зайгуурыг ашиглах нь болороос дулаан дамжуулах үр ашгийг бууруулдаг тул боломжтой бол дулаан шингээгчийг бүтцийн явах эд ангиас тусгаарлах нь дээр. Хагас дамжуулагч төхөөрөмжтэй харьцах гадаргуу нь дулааныг илүү үр ашигтайгаар зайлуулахын тулд тэгш, тэгш байх ёстой. Үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд тусгай дулааны оо ашигладаг (жишээлбэл, KPT-8). Дулааны оо хэрэглэх нь багасгахад тусалдаг дулааны эсэргүүцэлхэсэг "хэрэгс - дулаан шингээгч" ба болорын температурыг бага зэрэг бууруулах боломжийг олгодог. Гялтгануур, төрөл бүрийн хуванцар хальс, керамик эдлэлийг жийргэвч болгон ашигладаг. Нэг удаа би транзисторын орон сууцыг дулаан шингээгчээс тусгаарлах аргын талаар зохиогчийн гэрчилгээ авсан. Энэ аргын мөн чанар нь дараах байдалтай байна: Дулаан шингээгчийн гадаргууг дулааны зуурмагийн нимгэн давхаргаар хучсан (жишээлбэл, KPT-8 төрлийн), зуурмагийн гадаргуу дээр давхарга түрхдэг (цутгах аргаар) кварцын элс(Би гал хамгаалагчаас элс ашигласан), дараа нь илүүдэл элсийг сэгсэрч зайлуулж, тусгаарлагч материалаар хийсэн хавчаар ашиглан транзисторыг сайтар дарна. Энэ аргын үйлдвэрийн туршилтын явцад "жийргэвч" нь 1000 вольтын богино хугацааны хүчдэлийг (мегометрээс) тэсвэрлэж чадсан.

Зарим гадаад хүчирхэг транзисторуудтусгаарлагдсан орон сууцанд үйлдвэрлэгддэг - ийм транзисторыг ямар ч жийргэвч ашиглахгүйгээр шууд дулаан шингээгчтэй холбож болно (гэхдээ энэ нь дулааны оо ашиглахыг үгүйсгэхгүй!).

Транзистор-радиатор-орчны систем дэх дулааны эх үүсвэр нь цуглуулагч P-Nшилжилт. Энэ систем дэх дулааны замыг бүхэлд нь гурван хэсэгт хувааж болно: уулзвар - транзисторын бие, транзисторын бие - дулаан шингээгч, дулаан шингээгч - орчин. Уулзвар, транзисторын их бие ба дулаан дамжуулах хамгийн тохиромжтой температурын улмаас орчинмэдэгдэхүйц ялгаатай. Энэ нь дулааны зам дагуу дулааны эсэргүүцэл гэж нэрлэгддэг зарим эсэргүүцэлтэй тулгардагтай холбоотой юм. Энэ эсэргүүцэл нь тухайн талбайн хил дээрх температурын зөрүүг сарнисан хүчин чадалтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна. Үүнийг жишээгээр тайлбарлаж болно: лавлах номонд зааснаар транзистор P214-ийн уулзвар-биеийн дулааны эсэргүүцэл нь нэг ватт тутамд 4 хэм байна. Энэ нь шилжилтийн үед эрчим хүчний алдагдал 10 ватт байвал шилжилт нь тухайн тохиолдлоос 4*10=40 градусаар "халуун" болно гэсэн үг юм! Хэрэв бид уулзварын хамгийн их температур 85 градус байна гэдгийг харгалзан үзвэл, тогтоосон чадлын температур нь 85-40 = 45 хэмээс хэтрэхгүй байх ёстой нь тодорхой болно. Радиаторын дулааны эсэргүүцэл байгаа нь транзисторыг суурилуулах газраас өөр өөр зайд түүний хэсгүүдийн температурын мэдэгдэхүйц ялгаатай байдлын шалтгаан болдог. Энэ нь радиаторын бүх гадаргуу нь идэвхтэй дулаан дамжуулахад оролцдоггүй, харин зөвхөн нэг хэсэг нь хамгийн өндөр температуртай тул агаараар хамгийн сайн угаадаг гэсэн үг юм. Энэ хэсгийг радиаторын үр дүнтэй гадаргуу гэж нэрлэдэг. Радиаторын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр өндөр байх тусам илүү их байх болно. Радиаторын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь дулаан шингээгчийг хийсэн материалын шинж чанар, түүний зузаанаас хамаарна. Ийм учраас дулаан шингээгч үйлдвэрлэхэд зэс эсвэл хөнгөн цагаан хэрэглэдэг.

Радиаторыг бүрэн тооцоолох нь маш их хөдөлмөр шаарддаг үйл явц юм. Тооцооллын хувьд та дараах өгөгдлийг ашиглаж болно: Хагас дамжуулагч төхөөрөмжөөс үүссэн 1 ваттын дулааныг гадагшлуулахын тулд 30 квадрат см талбай бүхий дулаан шингээгч ашиглахад хангалттай.

Диодын тэмдэглэгээ		Макс. температур env. орчин	Радиаторын талбай
KD202A, KD202V			РАДИАТОРГҮЙ
KD202D,KD202Zh
KD202K, KD202M
KD202B, KD202G
KD202E, KD202I
KD202L, KD202N

"Radioamator-Constructor" сэтгүүлд радиаторыг хялбаршуулсан тооцоолох аргын талаархи үл мэдэгдэх зохиогчийн нийтлэлийг нийтлэв. .

Уран зохиол

Хөргөлтийн радиаторыг тооцоолох шинжлэх ухааны үндэслэлтэй аргачлал байхгүй гэдгийг шууд хэлье. Та энэ сэдвээр нэгээс олон диссертаци эсвэл монографи бичиж болно (мөн олон зүйлийг бичсэн), гэхдээ хэрэв та хөргөлтийн сэрвээ эсвэл саваагийн тохиргоог өөрчилвөл радиаторыг босоо биш, харин хэвтээ байдлаар байрлуулж, өөр гадаргууг ойртуулна уу. доор, дээрээс эсвэл хажуу талаас - бүх зүйл өөрчлөгдөх болно, заримдаа эрс өөрчлөгдөнө. Тийм ч учраас микропроцессор эсвэл видео картын процессор үйлдвэрлэгчид эрсдэлд орохгүй, харин бүтээгдэхүүнээ сэнс бүхий радиатороор хангахыг илүүд үздэг - албадан агаарын урсгал нь сул байсан ч дулааныг зайлуулах үр ашгийг хэдэн арван дахин нэмэгдүүлдэг боловч ихэнх тохиолдолд энэ нь огт шаардлагагүй (гэхдээ тэд "аюулгүй талдаа байх нь дээр, юу дутагдаж байна" гэсэн хуулийн дагуу ажилладаг бөгөөд энэ нь зөв юм). Энд бид практик дээр батлагдсан, ийм өсгөгч эсвэл аналог тэжээлийн хангамжийн идэвхгүй (өөрөөр хэлбэл агаарын урсгалгүй) радиаторыг тооцоолоход тохиромжтой эмпирик аргуудыг л танилцуулах болно, үүнийг дараагийн бүлэгт авч үзэх болно.

Цагаан будаа. 8.4. Ердийн хавтан радиатор

Нэгдүгээрт, радиаторуудын талбайг тэдгээрийн геометр дээр үндэслэн хэрхэн тооцоолохыг харцгаая. Зураг дээр. Зураг 8.4-т ердийн хавтангийн радиаторыг бүдүүвчээр үзүүлэв. Түүний талбайг тооцоолохын тулд та хавирганы нийт талбайг (мөн тал бүр дээр) суурийн талбайд нэмэх хэрэгтэй. Хэрэв радиаторын доод тал нь самбар дээр дарагдсан бол суурийн зөвхөн нэг талыг нь ажиллаж байгаа гэж үзэх нь дээр, гэхдээ радиатор нь агаарт "өлгөгдсөн" (ихэнхдээ тохиолддог) тул талбайн хэмжээ гэж таамаглах болно. суурийн хоёр дахин нэмэгддэг: Socn-'^-LyLi. Нэг хавирганы талбай (мөн хоёр талдаа) Sp = 2-Lyh, гэхдээ энэ утгад бид хавирганы хажуугийн гадаргууг нэмэх шаардлагатай бөгөөд тэдгээрийн талбай нь SQoK = 2'hd-тэй тэнцүү байна. Зөвхөн 6 сэрвээтэй тул радиаторын нийт талбай нь S = Soctt + 6-5r + b-b' талтай тэнцүү байх болно. L1 = 3 см, I2 = 5 см, L = 3 см, 5 = 0.2 см, тэгвэл ийм радиаторын нийт талбай 145 см ^ болно. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь ойролцоогоор тооцоолол юм (MC нь суурийн хажуугийн гадаргууг тооцоогүй) гэхдээ бидний зорилгын хувьд нарийвчлал шаардлагагүй болно.

Гадаргуугийн талбайгаас хамааран эрчим хүчний зарцуулалтыг тооцоолох хоёр эмпирик аргыг энд оруулав. Эндээс шинжлэх ухааны тусгай тооцоо харагдахгүй тул хэт хатуу шүүмжилж болохгүй.

Эхний бөгөөд хамгийн энгийн арга: хөргөлтийн радиаторын талбай нь ялгарсан хүч тус бүрд Yusm ^ байх ёстой. Тиймээс радиаторыг Зураг дээр үзүүлэв. 8.4 хэмжээтэй, энэ дүрмийн дагуу энэ нь 14.5 Вт хүчийг сарниулж чадна - бидний өсгөгчийн яг доор тодорхой хэмжээний зайтай. Хэрэв хэргийн хэмжээ танд төвөг учруулахгүй бол та энэхүү бүдүүлэг тооцоогоор өөрийгөө амархан хязгаарлаж болно.

Цагаан будаа. 8.5. Сэрвээний янз бүрийн урттай чөлөөт конвекцийн нөхцөлд сэрвээтэй радиаторын үр дүнтэй дулаан дамжуулах коэффициент: 1 - /7 = 32 мм; 2 - /7 = 20 мм; 3 - /7 = 12.5 мм

Радиаторын дулааны хүчийг тооцоолохын тулд Zh = azff-e.5 томъёог ашиглаж болно, үүнд:

W - радиатораас ялгарах хүч, Вт;

Aeff нь дулаан дамжуулалтын үр дүнтэй коэффициент, Вт / м ^ ° C (8.5-р зураг дээрх графикийг үз);

0 - дулаан ялгаруулах гадаргуугийн хэт халалтын хэмжээ, ° C, Q = Т^- Tq^ (Гс - радиаторын гадаргуугийн дундаж температур, Гс - орчны температур);

S- нийт талбайрадиаторын дулаан дамжуулах гадаргуу, м1

Энэ томьёо дахь талбайг орлуулсан болохыг анхаарна уу метр квадрат, сантиметр биш.

Тиймээс, эхэлцгээе: эхлээд хүссэн гадаргуугийн хэт халалтыг тохируулж, хэт том биш, 30 ° C-тай тэнцүү утгыг сонгоё. Ойролцоогоор 30 ° С-ийн орчны температурт радиаторын гадаргуугийн температур 60 ° C байна гэж бид үзэж болно. Хэрэв бид радиаторын температур ба дулааны сайн контакттай транзистор эсвэл микро схемийн болорын температурын хоорондох зөрүү (үүнийг доор авч үзэх болно) ойролцоогоор 5 ° C байж болно гэж үзвэл энэ нь бараг бүх хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд зөвшөөрөгдөх боломжтой юм. Хавирганы өндөр h 30 мм тул бид Зураг дээрх график дээрх дээд муруйг ашиглана. 8.5, үүнээс бид дулаан дамжуулах коэффициент нь ойролцоогоор 50 Вт / м^ ° C байх болно гэдгийг мэдэж болно. Тооцооллын дараа бид W = 22 Вт болохыг олж мэднэ. Хамгийн энгийн дүрмийн дагуу бид өмнө нь 14.5 Вт хүлээн авсан, өөрөөр хэлбэл илүү их зарцуулсны дараа үнэн зөв тооцоолол, бид талбайг бага зэрэг багасгаж, ингэснээр хайрцагт зай хэмнэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч бид давтан хэлье, хэрэв газар биднийг дарахгүй бол үргэлж нөөцтэй байх нь дээр.

Радиатор нь босоо байрлалтай байх ёстой бөгөөд сэрвээ нь босоо байрлалтай (зураг дээрх шиг), гадаргууг хараар будсан байх ёстой. Эдгээр бүх тооцоолол нь маш ойролцоо бөгөөд хэрэв та радиаторыг босоо биш, харин хэвтээ байрлуулж эсвэл радиаторыг хавтангийн оронд зүү сэрвээгээр тоноглвол аргачлал нь өөрөө өөрчлөгдөж магадгүй гэдгийг дахин сануулмаар байна. Нэмж дурдахад, бид энд болор корпус ба корпус-радиаторын шилжилтийн дулааны эсэргүүцлийг харгалзан үздэггүй (температурын зөрүү 5 ° C байна гэж үзвэл).

Гэсэн хэдий ч эдгээр аргууд нь үнэнийг сайн ойртуулдаг боловч хэрэв бид дулааны сайн холбоог хангахгүй бол бидний бүх тооцоо урсан өнгөрч магадгүй юм. Мэдээжийн хэрэг, та транзисторыг радиатор руу шурагтай чанга дарж болно, гэхдээ даралтын цэг дээрх радиаторын гадаргуу нь төгс тэгш, сайн өнгөлсөн тохиолдолд л болно. Практикт энэ нь хэзээ ч тохиолддоггүй тул даралтын цэгийн радиаторыг тусгай дулаан дамжуулагч зуурмагаар тосолно. Үүнийг дэлгүүрээс худалдаж авч болох бөгөөд заримдаа ийм зуурмагийн хоолойг микропроцессорын "хөргөгч" дээр түрхдэг. Нимгэн боловч жигд давхаргаар тослох шаардлагатай бөгөөд үүнийг тоо хэмжээгээр хэтрүүлж болохгүй. Хэрэв коллекторууд нь өөр өөр хүчдэлтэй байдаг нэг радиатор дээр хоёр төхөөрөмжийг байрлуулсан бол та орон сууцны доор тусгаарлагч жийргэвч, тусгаарлагч хуванцар угаагчийг бэхэлгээний эрэгний доор байрлуулж, эрэг дээр тусгаарлагч камерын хоолойг байрлуулах хэрэгтэй. , нүхний байршилд радиаторын зузаантай тэнцүү урт (Зураг 8.6).

Цагаан будаа. 8.6. TO-220 орон сууцанд транзисторыг тусгаарлах шаардлагатай бол радиатор руу бэхлэх: 1 - радиатор; 2 - радиатор дахь нүх; 3 - тусгаарлагч угаагч; 4 - шураг чангалах; 5 - самар; 6 - тусгаарлагч хоолой; 7 - гялтгануур жийргэвч; 8 - транзисторын орон сууцны хуванцар хэсэг; 9 - транзисторын орон сууцны металл хэсэг; 10 - транзистор терминал

Хамгийн тохиромжтой тусгаарлагч жийргэвч нь гялтгануур, аноджуулсан хөнгөн цагаанаар хийсэн жийргэвч нь маш сайн (гэхдээ тусгаарлагч ислийн нимгэн давхаргыг зурахгүйн тулд тэдгээрийг анхааралтай ажиглах хэрэгтэй) ба керамик эдлэлээс (гэхдээ нэлээд эмзэг бөгөөд хагарч болно) хэт чанга дарсан бол). Дашрамд хэлэхэд, брендийн жийргэвч байхгүй тохиолдолд та нимгэн фторопластик (гэхдээ полиэтилен биш!) хальсыг ашиглаж болно, үүнийг эвдэхгүй байхыг анхаарна уу. Жийргэвч дээр суурилуулахдаа дулаан дамжуулагч зуурмагийг хоёр гадаргуу дээр нимгэн давхаргад хийнэ - транзистор ба радиаторын аль алинд нь.

ADDACorporation-ын үйлдвэрлэсэн Intel Pentium4 Willamette 1.9 GHz процессор болон B66-1A хөргүүрийн жишээн дээр тооцооллын процедурыг тайлбарласан аргачлалыг өгсөн болно. сэрвээтэй радиаторууд, албадан конвекц бүхий REA түлшний элементүүдийг хөргөх зориулалттай, 100 Вт хүртэл чадалтай хавтгай дулаан контакт гадаргуутай. Энэхүү техник нь дулааныг зайлуулах орчин үеийн өндөр үр ашигтай жижиг оврын төхөөрөмжүүдийн практик тооцоог хийж, хөргөх шаардлагатай бүх төрлийн радио электроникийн төхөөрөмжүүдэд ашиглах боломжийг олгодог.

Эх өгөгдөлд заасан параметрүүд:

П= 67 Вт, хөргөлттэй элементээс үүссэн хүч;

q -тай= 296 ° К, Келвин дэх дундаж (агаарын) температур;

q өмнө= 348 ° К, болорын хамгийн их температур;

q Р= nn °K, радиаторын суурийн дундаж температур (тооцооллын явцад тооцоолсон);

Х= 3 10 -2 м, радиаторын сэрвээний өндөр метрээр;

г= 0.8 10 -3 м, хавирганы зузаан метрээр;

б= 1.5 10 -3 м, хавирганы хоорондох зай;

л м= 380 Вт / (м ° К), радиаторын материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр;

Л=8.3 10 -2 м, радиаторын хэмжээ нь ирмэгийн дагуу метрээр;

Б= 6.9 10 -2 м, сэрвээгээр радиаторын хэмжээ;

А= 8 10 -3 м, радиаторын суурийн зузаан;

В³ 2 м/сек, радиаторын суваг дахь агаарын хурд;

З= 27, радиаторын сэрвээний тоо;

у Р= nn K, тооцооллын явцад тооцоолсон радиаторын суурийн хэт халалтын температур;

д Р= 0.7, радиаторын ялгаруулалт.

Дулааны эх үүсвэр нь радиаторын төвд байрладаг гэж үздэг.

Бүгд шугаман хэмжээсүүдметрээр, температурыг Келвинээр, хүчийг ваттаар, хугацааг секундээр хэмждэг.

Радиаторын загвар ба тооцоололд шаардагдах параметрүүдийг 1-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 1.

Тооцооллын журам.

1. Хавирганы хоорондох сувгийн нийт хөндлөн огтлолын хэмжээг дараах томъёогоор тодорхойлно.

S k = (Z - 1) b H

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - S k = (Z - 1) b H = (27-1) 1.5 10 -3 3 10 -2 = 1.1 10 -3 м 2

Төвийн сэнс суурилуулахын тулд, агаарын урсгалхоёр төгсгөлийн гадаргуугаар гарах ба сувгийн хөндлөн огтлолын хэмжээ хоёр дахин нэмэгдэж, 2.2 10 -3 м 2 байна.

2. Бид радиаторын суурийн температурын хоёр утгыг тогтоож, утга тус бүрээр тооцоолно.

q р = ( 353 (+80°С) Тэгээд 313 (+40°С))

Эндээс радиаторын суурийн хэт халалтын температурыг тодорхойлно у Рхүрээлэн буй орчны талаар.

у p = q p - q-тай

Эхний цэгийн хувьд у p = 57 ° K, хоёр дахь нь у p = 17°K.

3. Температурыг тодорхойлно q Nusselt (Nu) болон Reynolds (Re) шалгуурыг тооцоолоход шаардлагатай:

q = q c + P / (2 V S k r· C p)

Хаана: q -тай – орчны температур, хүрээлэн буй орчин,

В– хавирганы хоорондох суваг дахь агаарын хурд, м/сек;

С руу- нийт талбай хөндлөн огтлолхавирганы хоорондох суваг, м 2;

r - температур дахь агаарын нягт qдундаж, кг/м 3,

qав = 0.5 ( q p +q хамт);

C Р- температур дахь агаарын дулааны багтаамж qдундаж, Ж/(кг х °К);

П– радиатороор зайлуулсан хүчийг.

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - q = q s + P /(2·V ·S to · r·C p) = 296 K+67/(2 2м/сек 1.1 10 -3 м 2 1.21 1005) = 302.3°К (29.3°С)

* Төвтэй энэ сэрвээтэй радиаторын үнэ цэнэ сэнс суурилуулах, Втооцооноос 1.5 - 2.5 м/сек (Хавсралт 2-ыг үзнэ үү), хэвлэлээс [L.3] ойролцоогоор 2 м/сек. Алтан бөмбөрцөг хөргөгч гэх мэт өргөтгөх сувгуудын хувьд хөргөлтийн агаарын хурд 5 м/сек хүрч чаддаг.

4. Радиаторын сэрвээний дулаан дамжуулах коэффициентийг тооцоолоход шаардлагатай Рейнольдс ба Нуссельт шалгуурын утгыг тодорхойлно уу.

Re = V L / n

Хаана: n - агаарын кинематик зуурамтгай байдлын коэффициент q -тай, м 2 /ХамтХавсралт 1, хүснэгт 1-ээс.

Хүлээн авсан анхны өгөгдлийн хувьд - Re = VL/ n= 2 8.3 10 -2 / 15.8 10 -6 = 1.05 10 4

Nu = 0.032 Re 0.8

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - Nu = 0.032 Re 0.8 = 0.032 (2.62 10 4) 0.8 = 52.8

5. Радиаторын сэрвээний конвектив дулаан дамжуулах коэффициентийг тодорхойлно.

а руу = Ну · л В / L W/(м 2 TO)

Хаана, л - агаарын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (Вт/(м градус)), at q -тайХавсралт 1, хүснэгт 1-ээс.

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - a k = Nu· л in / L = 52.8 2.72 10 -2 / 8.3 10 -2 = 17.3

6. Туслах коэффициентийг тодорхойлно уу:

m = (2 a k / l m d ) 1/2

mh ба гипербол тангенс th (mh)-ийн утгыг тодорхойлно.

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - m = (2 · a k / l m · d) 1/2 = (2 · 17.3 /(380 · 0.8 10 -3)) 1/2 = 10.6

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - m·H = 10.6 · 3 10 -2 = 0.32; th(m·H) = 0.31

7. Радиаторын сэрвээнээс конвекцоор ялгарах дулааны хэмжээг тодорхойлно.

P rk = Z лм · м · S r · у p th(m H)

Хаана: З- хавирганы тоо;

л м= радиаторын металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, Вт/(м · °K);

м– 7-р томъёог үзнэ үү;

С Р- радиаторын сэрвээний хөндлөн огтлолын талбай, м2,

S r = L d

у Р– радиаторын суурийн хэт халалтын температур.

S р = L d = 8.3 10 -2 0.8 10 -3 = 6.6 10 -5 м 2

P rk = Z лм · м · S r · у p th (m H) = 27 380 10.6 6.6 10 -5 57 0.31 = 127 Вт.

8. Радиаторын сэрвээний дундаж температурыг тодорхойлно:

q av = (q p /2) [ 1 + 1 / cosh (m H )]

Хаана: ch (mH ) - гипербол косинус.

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - q av = (q p /2) [ 1 + 1 / ch (m H )] = (353/2) =344 ° K (71 ° C)

*Гипербол тангенс ба косинусын утгыг инженерийн тооцоолуур дээр "hyp" болон "tg" эсвэл "cos" үйлдлүүдийг дэс дараалан гүйцэтгэх замаар тооцдог.

9. Цацрагийн дулаан дамжуулах коэффициентийг тодорхойлно уу.

a l = e r f (q дундаж, q c) j

f (q дундаж, q c) = 0.23 [ 5 10 -3 (q дундаж + q c)] 3

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - f (q дундаж, q c) = 0.23 [ 5 10 -3 (q дундаж + q c)] 3 = 0.23 3 = 7.54

Цацрагийн хүчин зүйл:

j = b / (b + 2 цаг)

j = b / (b + 2H ) = 1.5 10 -3 / (1.5 10 -3 + 3 10 -2) = 0.048

a l = e r f (q дундаж, q c) j = 0.7 x 7.54 x 0.048 = 0.25 Вт/м 2 К

10. Дулааны урсгалыг ялгаруулах гадаргуугийн талбайг тодорхойлно уу.

S l = 2 L [ (Z -1) · (b + d) + d ] +2 H · L · Z (m 2)

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - S l = 2 L [(Z -1) · (b + d ) + d ] +2 H · L · Z = 0.1445 м 2

11. Цацрагаар ялгарах дулааны хэмжээг тодорхойл.

P l = a l · S l (q дундаж - q s)

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - P l = a l S l (q av - q c) = 0.25 0.1445 (344 – 296) = 1.73 Вт.

12. Өгөгдсөн радиаторын температурт радиатораас ялгарах дулааны нийт хэмжээ q р = 353К:

P = P rk + P l

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн анхны өгөгдлийн хувьд - P = P pk + P l = 127 + 1.73 = 128.7 Вт.

13. Радиаторын температурын тооцоог давтан хийнэ q p = 313K, бид хоёр цэгийг ашиглан тооцоолсон радиаторын дулааны шинж чанарыг бий болгодог. Энэ цэгийн хувьд P=38W. Энд радиатораас ялгарах дулааны хэмжээг босоо тэнхлэгийн дагуу зурна. П Р, ба хэвтээ радиаторын температур q Р .

Зураг 2

Үүссэн графикаас бид өгөгдсөн 67 Вт хүчийг тодорхойлно. q Р= 328 °K буюу 55 °C.

14. Радиаторын дулааны шинж чанарт үндэслэн бид өгөгдсөн чадал P Р=67Вт, радиаторын температур q Р=328.5°С. Радиаторын хэт халалтын температур у Р 2-р томъёогоор тодорхойлж болно.

Энэ нь тэнцүү юм ур = q р - q с = 328 – 296 = 32°К.

15. Кристалын температурыг тодорхойлж, үйлдвэрлэгчээс тогтоосон хязгаартай харьцуулна

q руу = q p + P ( r PC + r pr) °K = 328+67(0.003+0.1)=335 (62°C),

q Р – өгөгдсөн дизайны цэгийн радиаторын суурийн температур,

Р- 14-р томъёоны дагуу тооцооллын үр дүн;

r PC - процессорын корпусын дулааны эсэргүүцэл - болор, үүний тулд дулааны эх үүсвэр 0.003 К/Вт-тай тэнцүү

r pr - өгөгдсөн дулааны эх үүсвэрийн хувьд биеийн радиаторын дулааны эсэргүүцэл нь 0.1 К/Вт (дулаан дамжуулагч зуурмагтай) тэнцүү байна.

Хүлээн авсан үр дүн нь үйлдвэрлэгчийн тодорхойлсон хамгийн их температураас доогуур, [L.2]-д заасан өгөгдөлтэй ойролцоо байна (ойролцоогоор 57 ° C). Энэ тохиолдолд дээрх тооцоонд хүрээлэн буй агаартай харьцуулахад болорын хэт халалтын температур 32 ° C, [L.2] -д 34 ° C байна.

IN ерөнхий үзэл, гагнуур, зуурмаг, цавуу хэрэглэх үед хоёр хавтгай гадаргуугийн хоорондох дулааны эсэргүүцэл:

r = г Хэнд ·л -1 хүртэл · S холбоо барих -1

Хаана: г k – дулаан дамжуулагч материалаар дүүргэсэн радиатор ба хөргөлтийн их биений хоорондох зайны зузаан, м,

л руу– Вт/(м К) зай дахь дулаан дамжуулагч материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр;

С үргэлжлэл– м2-ээр харилцах гадаргуугийн талбай.

Хангалттай чангалах, жийргэвч, тосолгооны материалгүй r cr-ийн ойролцоо утга нь тэнцүү байна.

r cr = 2.2 / S холбоо барих

Зуурмагийг хэрэглэх үед дулааны эсэргүүцэл ойролцоогоор 2 дахин буурдаг.

16. Харьцуул q руу-тай q өмнө, бид радиатор хангамжийг хүлээн авлаа q руу= 325°К, бага q өмнө = 348°K, - заасан радиатор нь нэгжийн дулааны горимыг нөөцөөр хангадаг.

17. Тооцоолсон радиаторын дулааны эсэргүүцлийг тодорхойлно:

r = у Р/ P (°K/W)

r = у p / P (° / W) = 32/67 = 0.47 ° / Вт

Дүгнэлт:

Тооцоолсон дулаан солилцогч нь 23 ° C хүртэл орчны температурт 67 Вт дулааны хүчийг зайлуулах боломжийг олгодог бол 325 ° К (62 ° C) болор температур нь энэ процессорын зөвшөөрөгдөх температураас 348 ° К-ээс хэтрэхгүй байна. (75 ° C).

Өргөдөл тусгай боловсруулалт 50 хэм хүртэл температурт цацрагаар дамжуулан дулааны энергийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх гадаргуу нь үр дүнгүй болсон тул хэрэглэхийг зөвлөдөггүй. зардлыг нөхөхгүй.

Энэ материал нь орчин үеийн, жижиг хэмжээтэй, өндөр үр ашигтай дулаан солилцогчийг тооцоолох, үйлдвэрлэхэд туслахыг хүсч байна. компьютерийн технологи, гэхдээ таны даалгавартай холбоотой ийм төхөөрөмжийг ашиглах талаар чадварлаг шийдвэр гаргах.

Хавсралт 1.

Дулаан солилцуурыг тооцоолох тогтмолууд.

Хүснэгт 1

q с, К(°C)	би* 10 -2 В/(м К)	n* 10 6 м 2 /сек	Дундаж J/(кг*К)	r , кг/м 2
273 (0)td>	2,44	13,3	1005	1,29
293 (20)	2,59	15,1	1005	1,21
373 (100)	3,21	23,1	1009	0,95

Температурын завсрын утгуудын тогтмол утгыг эхний баганад заасан температурын функцүүдийн графикаар олж авч болно.

Хавсралт 2.

Радиаторыг хөргөх агаарын хөдөлгөөний хурдыг тооцоолох.

Хийн дэх албадан конвекцийн үед хөргөлтийн хөдөлгөөний хурд:

V = Gv /S хүртэл

Хаана: Gv - эзэлхүүний урсгалхөргөлтийн шингэн, (70х70 хэмжээтэй сэнсний хувьд S pr = 30 см 2, 7 ир, P em = 2.3 Вт, в = 3500 эрг / мин, Gv = 0.6-0.8 м 3 /мин. эсвэл үнэндээ 0.2 -0.3 эсвэл V = 2м / сек. ),

S k нь сувгийн хөндлөн огтлолын хөндлөн огтлолын талбай юм.

Сэнсний урсгалын талбай 30 см 2, радиаторын сувгийн талбай 22 см 2 байна гэж үзвэл агаар үлээх хурд бага байх ба дараах байдалтай тэнцүү байна.

V = Gv / S = 0.3 м 3 /мин / 2.2 10 -3 м 2 =136 м/мин = 2.2 м/сек.

Тооцооллын хувьд бид 2 м/сек авна.

Уран зохиол:

REA-ийн дизайнерын гарын авлага, Р.Г.Варламов, М, Зөвлөлтийн радио, 1972;

REA-ийн дизайнерын гарын авлага, Р.Г.Варламов, М, Зөвлөлтийн радио, 1980;

http://www.ixbt.com/cpu/ , Socket 478-д зориулсан хөргөгч, 2002 оны хавар-зуны улирал, Виталий Криницин, Нийтлэгдсэн - 2002 оны 7-р сарын 29;

http://www.ixbt.com/cpu/ , Хөргөлтийн сэнс ба хөргөгчийн ард агаарын хурдыг хэмжих нь, Александр Цикулин, Алексей Рамейкин, Нийтэлсэн - 2002 оны 8-р сарын 30

2003 онд L.1, 2-ын материалд үндэслэн бэлтгэсэн

= ([Халуун цэгийн температур, grC] - [Хүйтэн цэгийн температур, grC]) / [Эрчим хүчний алдагдал, В]

Энэ нь хэрэв халуун цэгээс хүйтэн цэг рүү урсдаг бол гэсэн үг юм дулааны хүч X W, дулааны эсэргүүцэл нь Y grC / W, дараа нь температурын зөрүү нь X * Y grC байна.

Эрчим хүчний элементийн хөргөлтийг тооцоолох томъёо

Цахим цахилгаан элементийн дулааныг зайлуулах тооцооны хувьд дараах байдлаар томъёолж болно.

[Эрчим хүчний элементийн болор температур, грС] = [Орчны температур, грС] + [Эрчим хүчний алдагдал, В] *

Хаана [ Дулааны нийт эсэргүүцэл, grC / W] = + [Кейс ба радиаторын хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] + (радиатортой тохиолдолд),

эсвэл [ Дулааны нийт эсэргүүцэл, grC / W] = [Кристал ба корпусын хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] + [Орон сууц ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] (радиаторгүй тохиолдолд).

Тооцооллын үр дүнд бид лавлах номонд заасан зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс бага болор температурыг олж авах ёстой.

Тооцоолох өгөгдлийг хаанаас авах вэ?

Маягт ба хайрцагны хоорондох дулааны эсэргүүцэлЭрчим хүчний элементүүдийн хувьд ихэвчлэн лавлах номонд өгөгдсөн байдаг. Мөн үүнийг дараах байдлаар тэмдэглэв.

Лавлах ном нь K/W эсвэл K/W хэмжилтийн нэгжийг агуулж байгаа тул андуурч болохгүй. Энэ нь энэ утгыг Келвин тутамд ваттаар өгсөн, grZ per W-д энэ нь яг ижил байх болно, өөрөөр хэлбэл X K/W = X grZ/W гэсэн үг.

Ихэвчлэн лавлах номууд нь технологийн өөрчлөлтийг харгалзан энэ утгын хамгийн их утгыг өгдөг. Бид хамгийн муу тохиолдолд тооцоо хийх ёстой тул энэ нь бидэнд хэрэгтэй зүйл юм. Жишээлбэл, SPW11N80C3 хүчирхэг талбарт транзисторын талст ба биеийн хоорондох хамгийн их дулааны эсэргүүцэл нь 0.8 GHz/W,

Хайрцаг ба халаагчийн хоорондох дулааны эсэргүүцэлорон сууцны төрлөөс хамаарна. Ердийн хамгийн их утгыг хүснэгтэд үзүүлэв.

TO-3	1.56
TO-3P	1.00
TO-218	1.00
TO-218FP	3.20
TO-220	4.10
TO-225	10.00
TO-247	1.00
DPACK	8.33

Тусгаарлагч жийргэвч.Бидний туршлагаас харахад зөв сонгосон, суурилуулсан тусгаарлагч жийргэвч нь дулааны эсэргүүцлийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг.

Хэсэг/халаагч ба орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл. Энэхүү дулааны эсэргүүцлийг ихэнх төхөөрөмжүүдэд хүлээн зөвшөөрөгдсөн нарийвчлалтайгаар тооцоолоход хялбар байдаг.

[Дулааны эсэргүүцэл, grC / W] = [120, (грК * кв. см) / В] / [Радиаторын талбай эсвэл элементийн биеийн металл хэсэг, кв. см].

Энэхүү тооцоо нь элементүүд болон радиаторуудыг үүсгэхгүйгээр суурилуулсан нөхцөлд тохиромжтой онцгой нөхцөлбайгалийн (конвекц) эсвэл хиймэл агаарын урсгалын хувьд. Коэффицентийг өөрөө бидний практик туршлагаас сонгосон.

Ихэнх радиаторуудын техникийн үзүүлэлтүүд нь радиатор ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцлийг агуулдаг. Тиймээс тооцоололд энэ утгыг ашиглах шаардлагатай. Радиатор дээрх хүснэгтэн мэдээлэл олдохгүй тохиолдолд л энэ утгыг тооцоолох хэрэгтэй. Хөгжлийн дээжийг угсрахдаа ашигласан радиаторыг бид ихэвчлэн ашигладаг тул энэ томъёо нь бидэнд маш их тусалдаг.

Контактаар дамжуулан дулааныг зайлуулах тохиолдолд цахилгаан гүйдлийн хавтан, холбоо барих талбайг мөн тооцоонд ашиглаж болно.

Цахим элементийн терминалуудаар (ихэвчлэн харьцангуй бага чадалтай диод ба zener диод) дулаан ялгарах тохиолдолд терминалын талбайг терминалын диаметр ба уртаас хамааруулан тооцоолно.

[Терминал талбай, кв. см.] = Pi * ([ Баруун тугалганы урт, см.] * [Баруун терминалын диаметр, см.] + [Зүүн талын урт, см.] * [Зүүн терминалын диаметр, см.])

Радиаторгүй zener диодоос дулааныг зайлуулах тооцооны жишээ

Зенер диод нь 1 мм диаметртэй, 1 см урттай хоёр терминалтай байг. Дараа нь:

Терминалын талбай нь ойролцоогоор 0.6 метр квадрат болно. см.

Кейс (терминалууд) болон хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл нь 120 / 0.6 = 200 байна.

Кристал ба хайрцаг (терминал) хоорондын дулааны эсэргүүцлийг энэ тохиолдолд үл тоомсорлож болно, учир нь энэ нь 200-аас бага байна.

Төхөөрөмжийг ажиллуулах хамгийн дээд температур нь 40 грС байна гэж үзье. Дараа нь болор температур = 40 + 200 * 0.5 = 140 грС, энэ нь ихэнх zener диодуудад зөвшөөрөгдөх боломжтой.

Дулаан шингээгчийн онлайн тооцоо - радиатор

Хавтан радиаторуудын хувьд хавтангийн хоёр талын талбайг тооцоолох хэрэгтэй гэдгийг анхаарна уу. Дулаан задлахад ашигладаг ПХБ ул мөрийн хувьд зөвхөн нэг талыг нь авах шаардлагатай, учир нь нөгөө тал нь хүрээлэн буй орчинтой харьцдаггүй. Зүү радиаторуудын хувьд нэг зүүний талбайг ойролцоогоор тооцоолж, энэ хэсгийг зүүний тоогоор үржүүлэх шаардлагатай.

Радиаторгүйгээр дулааныг зайлуулах онлайн тооцоо

Нэг радиатор дээр хэд хэдэн элемент.

Хэрэв нэг дулаан шингээгч дээр хэд хэдэн элемент суурилуулсан бол тооцоо дараах байдалтай байна. Эхлээд бид радиаторын температурыг томъёогоор тооцоолно.

[Радиаторын температур, грС] = [Орчны температур, грС] + [Радиатор ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] * [Нийт хүч, Вт]

[Кристал температур, грС] = [Радиаторын температур, грС] + ([Кристал ба элементийн биеийн хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] + [Элементийн бие ба радиаторын хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W]) * [Элементээс ялгарах хүч, В]

UMZCH микро схемийг радиатор дээр суурилуулсан байх ёстой - эцэст нь тайван байдалд байсан ч P0=UpI0=(2 25) 0.07=3.5 Вт-тэй тэнцүү хүчийг зарцуулдаг. Шаардлагатай радиаторын талбайг тооцоолохын тулд хамгийн тохиромжтой В ангилалд ажиллах тохиолдолд хамгийн их эрчим хүчний зарцуулалтыг тооцоолъё.
Энд Up нь тэжээлийн эх үүсвэрийн нийт хүчдэл, Rн нь ачааллын эсэргүүцэл, P0 нь амралтын горимд зарцуулсан хүч юм.
Бүрэн тэжээлийн хүчдэлийн үед Дээш =50 В, Rн =8 Ом, ойролцоогоор 19.3 Вт хүчийг микро схемийн биед сарниулах ёстой. Ашиглалтын явцад болорын температур үргэлж 150ºС-ээс бага байх ёстой нь тодорхой байна. Орчны агаарын температурыг 53 ºС гэж үзье, дараа нь шилжилтийн дулааны эсэргүүцэл - орчин нь: (150-53)/19.3=5.0 ºС/Вт-аас бага байх ёстой.

Ихэвчлэн радиатор ба радиаторын орчны дулааны эсэргүүцлийн нийлбэр нь 2.0 ºC / Вт-аас бага байдаг. Кейсийн дулааны эсэргүүцэл - халаагч нь микро схемийг суурилуулах аргаас хамаарна. Металл-металлыг шууд холбосон тохиолдолд дулаан дамжуулагч зуурмаг ашиглах үед дулааны эсэргүүцэл нь ойролцоогоор 1.0 ºC/W, хэрэглэхгүй үед 1.2 ºC/W байна.

Хэрэв хайрцаг ба радиаторын хооронд гялтгануур жийргэвч байгаа бол дулаан дамжуулагч зуурмаг ашиглах үед дулааны эсэргүүцлийг 1.6 ºC/W ба 3.4 ºC/W-тэй тэнцүү гэж үзэж болно. Жишээлбэл, дулаан дамжуулагч зуурмаг ашиглан гялтгануур жийргэвчээр дамжуулан радиатор руу микро схемийг холбох талаар авч үзье. Радиаторын дулааны эсэргүүцэл нь 5.0 - 2.0 - 1.6 = 1.4 ºC / Вт-аас бага байх ёстой. Энэ нь энэ загварт санал болгож буй дулаан шингээгчийн дулааны эсэргүүцэл юм.

Жишээлбэл, програмыг ашиглан радиаторын тооцооллын үр дүнг үнэлэх нь ашигтай байдаг. Радиаторын хөргөлтийн гадаргуугийн хамгийн ойролцоо тооцоолол: 20 квадрат сантиметрбичил схемээс ялгарах хүч чадал бүрийн ваттын хувьд.
Хийсэн радиаторуудын хувьд хөнгөн цагааны хайлш 3 мм-ээс багагүй нимгэн сэрвээтэй, сэрвээний налуу нь 10 мм-ээс багагүй, агаарын урсгал чөлөөтэй байвал радиаторын талбайг ойролцоогоор дараах томъёогоор тооцоолж болно: S[кв см]≈600/Rθр-с[ºС/W]= 600/1.4=430 кв.см.
Өмнө дурьдсанчлан, бичил схем LM1875тоноглогдсон үр дүнтэй схемдулааны хамгаалалт. Микро схемийн болор температур 170 ºС хүрэхэд дулааны хамгаалалтын хэлхээ асаж, өсгөгч унтарна. Болор температур 145 ºС хүртэл буурсны дараа асаалт хийнэ. Гэсэн хэдий ч, болорын температур дахин нэмэгдэж эхэлбэл унтрах нь одоо 150 ºС болно.

http://proacustic.ru/teplootvod.html

Гаралтын чадал нь 1 Вт-аас дээш Op өсгөгч нь ихэвчлэн болорыг хөргөхийн тулд дулаан шингээгч (радиатор) суурилуулахыг шаарддаг. AB горимд ажилладаг өсгөгч нь ойролцоогоор 50% -ийн үр ашигтай байдаг гэдгийг сануулъя. Энэ нь ачаалалд өгч байгаа дулаантай тэнцэх хэмжээний эрчим хүч ялгаруулдаг гэсэн үг юм. Тиймээс чип болор (транзистор) хөргөхийн тулд дулаан шингээгч ашиглах шаардлагатай.

Кристал устахад ойрхон байгаа боловч ажиллах боломжтой хэвээр байгаа хамгийн дээд температур нь 150 ° C байна. Үүний зэрэгцээ болороос хайрцаг руу шилжих явцад дулааны алдагдлын улмаас корпусын температур бага байдаг бөгөөд дүрмээр бол 100 хэмээс хэтрэхгүй байна. Хэвийн температурболор нь 75 ° C, радиатор -50-60 ° C байна. Энэ температур нь хүний ​​арьсны өвдөлтийн босготой тохирч байгаа тул маш энгийн дүрэм байдаг: хэрэв та радиаторыг гараараа хүрээд түлэгдэхгүй бол түүний температур хэвийн байна (мэдээж хэрэглээрэй. сайн харилцаатайрадиатор ба түлшний элементийн хооронд).

Микро схемийн ашиглалтын хугацаа нь түүний температураас шууд хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Кристалын температур 10 хэмээр нэмэгдэхэд ашиглалтын хугацаа хоёр дахин буурдаг гэсэн дүрэм байдаг. Энэ нь болор температур 60-аас өсөх үед гэсэн үг юм
100 ° C-т түүний ашиглалтын хугацаа 1 дахин багасна! Тиймээс үр ашигтай хөргөлт нь найдвартай, найдвартай байх түлхүүр юм урт ажилтөхөөрөмжүүд.

Радио элементүүдийг хөргөхөд ашигладаг радиаторуудыг бүтцийн дагуу дараахь байдлаар ангилдаг.

Хавиргатай (Зураг 2.17, a);

Зүү хэлбэртэй (Зураг 2.17, b).
Агааржуулалтын төрлөөр:

Байгалийн агааржуулалттай;

Албадан агааржуулалттай.

Эдгээр төрлийн радиаторууд нь сэрвээ эсвэл зүүний нягтралаар ялгаатай байдаг. Байгалийн агааржуулалттай радиаторуудын хувьд сэрвээ (зүү) хоорондын зай 4 мм-ээс багагүй байх ёстой.Үүнээс гадна ийм радиаторууд нь зөвхөн босоо байрлалд, агаарт өртөх үед ажиллах зориулалттай байгалийн хүчхавирганы хооронд хөдөлдөг. Хэрэв сэрвээ (зүү) хоорондын зай 2 мм орчим байвал ийм радиатор нь албадан агааржуулалтанд зориулагдсан бөгөөд сэнс суурилуулах шаардлагатай.

Хэрэглэсэн материалын дагуу:

Хатуу хөнгөн цагаан;

Хатуу зэс;

Зэс суурьтай хөнгөн цагаан.

Эрчим хүчний алдагдал, хүрээлэн буй орчны параметрүүд, тохиргоо, радиаторын материал гэх мэтийг харгалзан радиаторыг зөв тооцоолох аргууд байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр техникүүд нь дулаан шингээгчийн дизайны үе шатанд шаардлагатай байдаг. Радио сонирхогчид радиаторыг өөрсдөө хийх нь ховор бөгөөд ихэнхдээ бэлэн болсон радиаторуудыг ашигладаг хуучин радио төхөөрөмж. Эцсийн эцэст бид зөвхөн нэг параметрийг сонирхож байна - энэ радиаторын эрчим хүчний хамгийн их зарцуулалт. Үүнийг тодорхойлохын тулд зөвхөн хоёр шинж чанарыг мэдэхэд хангалттай: төрөл
агааржуулалт ба сарниулах гадаргуугийн талбай (өөрөөр хэлбэл радиаторын талбай).

Сэрвээтэй радиаторын талбайг түүний бүх сэрвээний талбай ба суурийн талбайн нийлбэрээр тооцдог. Нэг ирмэг нь хоёр цацрагийн гадаргуутай болохыг анхаарна уу. Энэ нь 1х1 см хэмжээтэй ирмэг нь 2 см2 талбайтай гэсэн үг юм. Зүү радиаторын талбайг түүний бүх зүүний талбай ба суурийн талбайн нийлбэрээр тооцдог. Нэг зүүний талбайг дараах томъёогоор тооцоолж болно.

С = π ( r 1 + r 2 ) л

(r 1 - таслагдсан конусын доод суурийн радиус; r 2 - таслагдсан конусын дээд суурийн радиус; l - таслагдсан конусын генератрикс (хажуугийн урт))

Үүний дараа зөвшөөрөгдөх эрчим хүчний зарцуулалтыг дараах томъёогоор тооцоолж болно.

Энд P нь зөвшөөрөгдөх эрчим хүчний алдагдал, Вт; S - радиаторын талбай, см2; k - агааржуулалтын төрлийг харгалзан үзсэн коэффициент. Учир нь байгалийн агааржуулалт k = 33, хувьд албадан агааржуулалт k = 11.

Радиаторын дулааны эсэргүүцлийг томъёогоор тооцоолж болно Rth=(51*k)/Sэнд тайлбарласан: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=32031

Дулааны эсэргүүцлийн хэмжээс нь градус / ватт юм. Өөрөөр хэлбэл, 1 Вт дулаан ялгарах үед болорын температур нь корпусын температураас хэр өндөр байх болно.
Орон сууц ба хүрээлэн буй орчны шилжилтийн дулааны эсэргүүцлийг ойролцоогоор томъёогоор тооцоолж болно.Rth=(51*k)/S , энд Rth нь радиаторын дулааны эсэргүүцэл C/W, S нь радиаторын талбай (энэ тохиолдолд тухайн хэсгийн талбай) см2, k нь төрлийг харгалзан үзсэн коэффициент юм. агааржуулалтын (Байгалийн агааржуулалтын хувьд k = 33, албадан агааржуулалтын хувьд k = 11).
Кристалын температурыг олж авахын тулд эд анги болон халаагчийн дулааны эсэргүүцлийг нэмж, орчны температур, гаралтын хүчийг тохируулах шаардлагатай.
Материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн талаар тархиа хэт их бодохгүйн тулд болор биетийн шилжилтийн дулааны эсэргүүцэл нь ихэвчлэн өндөр хүчин чадалтай IC-ийн хувьд 1С/Вт, харин 3С/Вт хүртэл хэлбэлздэг гэдгийг хэлье. бага чадалтай.

IN өнгөрсөн жилСонирхогчдын радио практикт хувийн компьютерийн процессор (хөргөгч) хөргөх системийг улам бүр ашиглаж байна. Орчин үеийн CPU хөргүүрүүд нь агааржуулалт багатай байсан ч 100 Вт-ын хүчийг сарниулах зориулалттай.

Микро схемийг радиаторын сууринд бэхлэхийн тулд та хавтгай толгойтой эрэг ашиглаж болно, эсвэл цорго байгаа бол радиатор дахь утсыг хайчилж, микро схемийг боолтоор бэхлээрэй. Дулаан дамжуулалтыг сайжруулахын тулд радиаторын суурь ба чипний биеийн хооронд дулааны зуурмагийн давхарга байх ёстой. Дулаан дамжилтын хамгийн сайн үзүүлэлтүүдийг KPT-81 эсвэл Alsil-3 зэрэг зуурмагаар харуулав. Тэдгээрийг ямар ч компьютерийн дэлгүүр эсвэл радио сэлбэгийн дэлгүүрээс худалдаж авч болно. Дулааны зуурмагийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь
ойролцоогоор 0.7 - контактын талбай нь 1 -2 см2 байгааг харгалзан дулааны зуурмагийн дулааны эсэргүүцэл нь ойролцоогоор 10 ~ 4 ° C / Вт байна (болор-субстратын уулзварын дулааны эсэргүүцэлтэй харьцуулашгүй бага юм. радиатор ба хүрээлэн буй орчин), тиймээс хөргөлтийн системийг тооцоолохдоо энэ алдагдлыг үл тоомсорлож болно.

http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=32031

Үүнийг бүрэн ойлгохын тулд та үүнийг хийх хэрэгтэй тодорхой жишээ. Жишээлбэл, IC урт 2 см өргөн, 1 см зузаан, 0.5 см-ийн хүч чадал 535 мВт Агаарын температур 22 Цельсийн байна. Хэрхэн тоолох вэ?

1. Бид микро схемийн цацрагийн талбайг тодорхойлдог. Түүний гэдэс нь самбартай зэргэлдээ байх магадлалтай тул тэнд конвекц байхгүй болно гэдгийг анхаарч үзээрэй. Геометрийн талбайн ½-тэй тэнцүү хэвлийн талбайг авч үзье.
   2(2*0.5)+2(1*0.5)+1*2+1*1=2+1+2+1=6 см2 – микро схемийн нийт ялгаруулах талбай
   2. Орон сууц-агаарын шилжилтийн дулааны эсэргүүцлийг тооцоолъё.
   Rth=(51*k)/S=(51*33)/6=280.5 C/W
   3. Микро схем нь бага чадалтай тул дулааны эсэргүүцлийг 3 С/Вт-тай тэнцүү хэмжээгээр авна уу (эсвэл яаж гэдгийг нь мэдэж байгаа бол яг тооцоолж болно)
   4. Дулааны нийт эсэргүүцэл 280.5+3=283.5 С/Вт болорын температур орчны температураас 283.5 градусаар өндөр байна гэсэн үг. 1 Вт хуваарилах үед хүрээлэн буй орчин. дулаан.
   5. Кристалын температурыг тодорхойл: 283.5*0.535+22=173 =)
   6. Кейсийн температурыг тодорхойлно уу: 280.5*0.535+22=172

   Үндэслэлтэй асуулт: энд алдаа байна уу? Алдаа нь микро схемийн Rth-ийг тодорхойлоход байж болно ... энэ томьёог сэрвээтэй радиаторуудын дулааны эсэргүүцлийг тодорхойлоход ашигладаг тул жижиг талбайн утгын хэсэгт буруу үр дүнг өгч болно. Аргын өөр нэг сул тал бол бид самбараар дамжуулан микро схемийн хөргөлтийг тооцдоггүй явдал юм.

   P.S. хэрвээ бид микро схемийг үлээлгэсэн гэж үзвэл (k=11). Дараа нь та бүрэн эрүүл саруул үр дүнд хүрнэ - 93 C/W