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) (53)

Нам осталось провести тепловые расчеты сршовых элементов и выяснить, кому из них нужны радиаторы.

Будем проводить расчеты со следующими исходными данными:

7; = 30°С;

= 2,5 °С/Вт; i?, = 0,5 °С/Вт;

7 = 100 °С (допускаемая температура кристалла). Полная мощность потерь на микросхеме:

Рп "~ Vsw 1н Ymax -

С учетом того, что питающее напряжение может снижаться до 25 В, а полная мощность с учетом потерь удваивается, мы получили Р = 5 Вт. Температура кристалла:

7;- = 30 + 40-5 = 230 °С.

Как мы ввдим, микросхеме обязательно потребуется радиатор, размеры которого рассчитаем по предложенной методике. Радиатор будет выполнен из алюминиевой полосы толщиной « = 5 мм. Место крепления микросхемы тщательно зачищено. Сам радиатор необходимо покрасить теплостойкой черной краской Ш1и обработать химическим способом.

Замечание для любознательных. Как химическим способом сделать черной поверхность радиатора?

Для начала деталь из алюминия vmn его сплава нужно хорошо очистить от загрязнения, обезжирить в растворе кальщшированной соды и промыть сначала в тегшой, а потом в холодной воде. Далее деталь нужно покрыть 10-процентным раствором едкого натра при температуре 90...100 °С, промыть проточной водой.

Для окрашивания в черный цвет оксидированную деталь поочередно обрабатывают в следующих растворах: 1 - 50 г/л щавелевокислого аммония железа (60 °С, 1 мин); 2 - 50 г/л уксуснокислого кобальта (50 °С, 1-3 мин); 3 - 50 г/л марганцовокислого калия (80 °С, 3-5 мин). После обработки в каждом растворе деталь промывают в проточной воде.

Можно также покрыть деталь пленкой синего цвета. Для этого надо выдержать радиатор в 1-процентном растворе хлорного железа, а



"=8,64Вт/(м-°С),

0,03

Коэффициент теплообмена излучением:

ал = 0,9 • 1,0 - 8,49 = 7,6 Вт/(м °С), а = ак + а,= 8,64 + 7,6 = 16,2 Вт/(м • °С). Площадь поверхности радиатора:

=- =---= 5,8-10-м1

ATsa 53-16,2

затем в 1-процентном растворе железосинеродистого калия (при температуре 60 °С, 20 минут).

Если такой путь окажется слишком сложным, в крайнем случае можно покрасить радиатор черной нитроэмалью и несколько минут подержать ее над нагретым воздухом газовой горелки.

Оценим требуемое тепловое сопротивление «радиатор-среда»:

Rsa - -Rjc -Res = - 2,5- 0,5 = 14 °С/Вт.

Задаем высоту пластины /г = 30 мм. По графику 7.3 определяем поправку g на тепловое сопротивление вследствие неравномерности распределения температуры по поверхности радиатора:

g = 0,98.

Температура радиатора:

Ts = {Tj - Р„ (Rj, + /?„) g = (100 - 5(2,5 + 0,5)) • 0,98 = 83 °С.

Перегрев радиатора:

ATs=Ts-Ta = 83 -30 = 53 °С.

Конвективный коэффициент теплообмена для радиатора, расположенного вертикально:

а, =1,314 гдеГ;= = 58,5°С.



Ширина пластины радиатора:

Ss~2hn 5,8-10"-2-30-10"

85 мм.

2{h + n) 2(30-10"+5-10-) Коэффициент габаритных размеров радиатора:

..=- = 1 = 2,8. п 30

Если каб 5, необходимо принять в качестве определяющего размера для расчета Тиа размер В и провести уточняющий расчет h, начиная с определения температуры радиатора Т. Разработанный радиатор показан на рис. 9.30.

Теперь проверим тепловой режим разрядного диода:

Рп = VpMini} -Ymin) •

Пусть максимальное напряжение, действующее на входе стабш1И-затора, не поднимается выше 35 В. Тогда:

Р„=0,63-5(1-) = 2,6Вт.

Определяем температуру кристалла:

7; = 30+ 40-2,6 = 134 °С.

В данной ситуации, конечно, можно не применять для охлаждения разрядного диода радиатор. Но лучше все же снизить температуру


Рис. 9.30. Радиатор микросхемы стабгаизатора



(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)