Теплові опори транзисторів,°с/Вт
Тип приладу корпус |
Тепловий опір перехід- корпус |
Тип приладу |
Тепловий опір перехід-корпус |
П4А-П4Д |
2,0 |
П3О3-П3О3А |
10 |
П2О1-П201А |
3,5 |
П304 |
10 |
П202 |
3,5 |
П306 |
10 |
П203 |
3,5 |
П601-П601Б |
2,0 |
П209 |
1,0 |
П602-П602А |
2,0 |
П210-П210А |
1,0 |
П605-П605А |
15 |
П213 |
3,5 |
П606-П606А |
15 |
П213А |
4,0 |
П701-П701А |
10 |
П214-П214А |
4,0 |
П702-П702А |
2,5 |
П214Б |
3,5 |
П403А |
15 |
П214В-214Г |
4,0 |
П 403Б |
15 |
П215 |
4,0 |
П 403В |
12 |
П216-П216А |
2,0 |
П 403Г |
15 |
П216Б-216Д |
2,5 |
П 403Д |
15 |
П217 |
2,0 |
П 403Е |
12 |
П217А-217Б |
2,0 |
П 403Ж |
15 |
П217В-217Г |
2,5 |
П 403И |
15 |
П302 |
10,0 |
|
|
При проектуванні PEA у першу чергу необхідно забезпечити відвод теплоти від напівпровідникових приладів, оскільки визначне цим оцінюється надійність роботи приладу в цілому.
На даний час найбільш розповсюдженими є такі методи охолодження напівпровідникових приладів: природне охолодження, примусове повітряне охолодження примусове рідинне охолодження, термоелектричне охолодження, охолодження за допомогою теплових трубок.
Методика розрахунку радіаторів, що застосовуються для охолодження напівпровідникових приладів.
Застосування радіаторів - простий, дешевий і надійний метод охолодження напівпровідникових приладів. Відведення теплоти здійснюється кондукцією від приладу до радіатора та від останнього в оточуюче середовище конвекцією або випромінюванням.
Розрахунок радіатора полягає у визначенні геометричних розмірів h,b,δ,d,I,L пореберного тепловідведення (рис.1) та кількості ребер п радіатора при температурі tс оточуючого середовища та заданої потужності Р.
Поперед розрахунку необхідно з ТУ на транзистори визначити допустиму температуру tпдоп р-n переходу та контактний опір Rпс Потім за формулою
(7)
Рис. 1 .Схема пластинчатого радіатора
розрахувати максимальну потужність, що розсіюється транзистором. Якщо Р>Ртах, необхідно підібрати інший транзистор. Після цього за вихідними даними знаходять тепловий опір тепловідвода.
(9)
Тут q=0,9 - коефіцієнт, який враховує нерівномірний розподіл температури по тепловідводу; Rnk тепловий контактний опір між переходом і корпусом; Rкт -між корпусом і тепловідведенням. Перегрів тепловідведення буде tr-tc=PRr.с Знаючи тепловий опір тепловідведення RBHX; за графіками (1 ,рис.5.1) знаходять довжину L ребра.
Для визначення площі тепловідведення, орієнтовно задаються товщиною б і висотою h ребра, тепловідвода d.
З конструктивних та технологічних міркувань товщину ребра вибирають 1-3 мм, а тепловідведення (плити) 3-5 мм. Відстань між ребрами повинна b=(I-δn)/(n-l) перевищувати товщину приграничного шару, рівну при природній конвекції 8-10 мм. а при вимушеній 2- 5 мм. Товщину й висоту ребра вибирають з умови δ/ h2>α/λ, де α - сумарний коефіцієнт тепловіддачі, λ -коефіцієнт теплопровідності.
Для забезпечення рівномірності розподілу температури вздовж ребра, його висоту приймають до 40 мм. Розміри основи тепловідведення вибирають з конкретних конструктивних міркувань. Довжина плити мм:
(10)
При обраних величинах І, b, δ уточнюють число ребер за формулою
або за графіками (1. рис.5-3, 5-4).
Задача другого етапу - розрахунок повної потужності, що віддається тепло відводом. Оскільки більшість радіаторів закріплюється на ізоляційному матеріалі, передача теплоти кондукцією несуттєва, і тепловіддача здійснюється конвекцією або випромінюванням. Повна потужність Ррозр.повн складається з потужностей гладкої Ргл та поребреної Рпореб поверхонь:
(11)
де to - температура середовища між ребрами Поверхні тепловідведення:
(12)
Площа поверхні поребреного з двох сторін радіатора
(13)
де п,
- кількість повних ребер,
-
кількість неповних ребер.
Оскільки тепловіддача здійснюється випромінюванням або конвекцією, то
Коефіцієнт випромінювання визначається за формулами:
(14)
(15)
(16)
де ε - коефіцієнт чорноти поверхні (див. табл. 5.2);
φ - коефіцієнт опромінення між поверхнею та середовщем.
Для
поверхонь S3,
S4,
S5
та
гладкої поверхні φ =1, а для S1
і
S2
Таблиця 2