Главная -> Книги

(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) (26)

ходится мириться. Однако более известен и популярен у разработчиков другой путь - применение диэлектрических прокладок. Данный способ подходит к любым транзисторам, которые возможно устанавливать на радиаторы. Заметим, что в справочных данных указываются тепловые сопротивления для случая непосредственного контакта корпуса с радиатором. Если мы намереваемся использовать термопрокладку, нужно скорректировать тепловое сопротивление R, добавив к нему тепловое сопротивление прокладки:

R =R"

+ R,

где Rr

тепловое сопротивление «корпус-радиатор», взятое из

технических условии на транзистор;

тепловое сопротивление прокладки.

В табл. 5.2 приведены скорректированные тепловые сопротивления R (°С/Вт) для двух видов массовых корпусов.

Таблица 5.2

Тип корпуса

Тепловое сопротивление Res, °С/Вт в зависимости от типа диэлектрической прокладки и ее толщины

Термопленка (0,051 мм)

Слюда (0,076 мм)

Анодиров. поверхность (0,51 мм)

Оксид бериллия (1,5 мм)

ТО-3

0,52

0,36

0,28

0,18

ТО-220

2,25

1,75

1,25

1,15

А как быть, если у разработчика имеются другие материалы, если они имеют другую- толщину или тип корпуса прибора отличается от указанного в таблице? В этом случае нам необходимо самостоятельно вычислить тепловое сопротивление прокладки. В расчетах мы используем результат, полученный для так называемой неограниченной плоской однородной стенки. С большой степенью точности прокладку можно сопоставить этой модели, так как ее толщина много меньше остальных двух размеров.

Итак, тепловое сопротивление в этом случае вычисляется так:



где 5р - толщина прокладки;

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м • °С); Sp - площадь прокладки.

Коэффициент теплопроводности - это характеристика материала прокладки. Узнать его можно в широко известных справочниках по электротехническим материалам.

Недавно отечественная фирма «Номакон» выпустила эластичный электроизоляционный материал, теплопроводность которого превосходит теплопроводность ранее известных материалов, что позволяет повысить эффективность отвода тепла от нагретых силовых элементов. Поскольку материал эластичен, в момент прижатия силового элемента к радиатору он заполняет неровности и шероховатости, обеспечивая дополнительный тепловой контакт.

Характеристики материала следующие:

• теплопроводность 3...5 Вт/(м - °С);

• пробивное напряжение 4 кВ;

• рабочая температура -60...+260 °С;

• толщина 0,25 мм.

Кроме обычных листов размером 600x130 мм фирма производит уже готовые подложки (рис. 5.14), так что разработчику не представляет особого труда применить эти изделия в своих конструкциях. Приобрести их можно во многих фирмах, поставляющих радиокомпоненты.

Несколько слов относительно теплового сопротивления «кристалл-корпус» Rj. Исследования показали, что это сопротивление в значительной степени зависит от частоты переключения транзистора, а также от скважности его работы, определяемой отношением времени открытого состояния к полному периоду коммутации. В технических условиях на транзисторы обычно приводятся так называемые нормированные переходные характеристики теплового сопротивления «крисгалл-корпус» (transient thermal impedance junction-to-case). Как видно из рисунка 5.15, вследствие инерционности тепловых процессов при больших частотах переключения и малой скважности тепловое сопротивление «кристалл-корпус» значительно снижается. В любом случае разработчику нужно произвести оценку этого сопротивления по графику, чтобы не «переборщить» с радиатором.



Тип 1А4229 30

42

Тип 1А3521 24,4

14.7


30

ТИП2А2318 7 03,6

Тип2А1813

Тип2А1310 5 03,1

Тип ЗА2568


Тип ЗА1651

Тип ЗА1261

.14. Номенклатура электроизоляционных прокладок НПО «Номакон» 1


Одиночный ® импульс i= (single pulse)

.3 -2

10 10 0,1

Rectangular Pulse Duration (seconds) Период следования импульса, с

Рис. S.15. График заисимости нормированного теплового сопротивления от частоты и скважности импульсов для транзистора IRFP250

D = tl/t2 t

Рис. 5.16. К расчету нормированного теплового сопротивления



(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)