Радиатор охлаждения электронных компонентов

(Профиль доступен для заказов и испытаний)

Внимание ! Приостановлено производство радиатора И-150. Сняты с производства радиаторы P-216 и И-180.

Охладители для твердотельных реле переменного тока 1-фазных и 3-фазных на токи от 60А до 250А

Тепловое сопротивление охладителя — окружающая среда ( R охл-ср ) при скорости охлаждающего воздуха V возд : 0 м/с – (1); 3 м/с – (2); 6 м/с – (3); 12 м/с – (4)

Параметры в скобках указаны для охладителя Охл 1.3

Профиль AB0071 &nbsp(доступен для заказов с 06 марта 2011 г.)

Новая услуга — полировка поверхности радиатора.

Теперь мы готовы оказывать Вам услуги по механической доработке (фрезерование, сверление, нарезка резьбы)&nbsp наших радиаторов.

Для производства Ваших изделий мы предлагаем радиаторы, предназначенные для отвода тепла от активных электронных компонентов.

"ЛИГРА" является специализированным предприятием по производству и поставкам радиаторов, применяемых в риборостроении, радиоэлектронике,

радиотехнике и других областях.

На начальном этапе фирма занималась поставками радиаторов. Следующим важным шагом стало создание собственной производственной базы.

Радиаторы (игольчатые и ребристые) изготавливаются «ЛИГРОЙ» методом литья под давлением в прессформу.

Материалом является силумин марок АК7, АК12 (алюминиевый сплав плотностью 2,8 г/см3, теплопроводностью 1,68 Дж/см2*сек* ° С).

Прямо от изготовителя Вам предлагается серийно изготавливаемый двадцать один вид радиаторов. Два вида радиаторов поставляются под заказ.

Все основные характеристики игольчатых и ребристых радиаторов (габаритные размеры, вес, величину площади поверхности и стоимость) Вы можете увидеть

на соответствующих разделах сайта.

ИГОЛЬЧАТЫЕ РАДИАТОРЫ обладают наибольшей эффективностью по теплоотдаче при естественном охлаждении. При равных габаритных размерах игольчатый

радиатор на 70 – 100% эффективнее ребристого или пластинчатого радиатора.

РЕБРИСТЫЕ РАДИАТОРЫ лучше работают с принудительным охлаждением. Вентилятор (cooler) устанавливается над радиатором для охлаждения его набегающим воздушным потоком. При естественном охлаждении ребристые радиаторы также весьма эффективны.

Кроме радиаторов, информация о которых приведена выше, существует еще несколько видов игольчатых и ребристых радиаторов, поставка которых

Чернение радиаторов гальваническим способом (эл.хим.окс.черн.) позволяет увеличить теплоотдачу на 10 – 14%.

Прессформы для литья радиаторов находятся у "ЛИГРЫ" в собственности или долгосрочной аренде. На складе готовой продукции постоянно поддерживается остаток

не менее 100 шт. каждого вида радиаторов. Срок изготовления партии из 500 – 1000 шт. составляет 2 – 10 рабочих дней.

В работе со своими заказчиками «ЛИГРА» исповедует принцип индивидуальности и учитывает региональную специфику. При крупных заказах Вам может быть

предоставлена дополнительная скидка . Если Вас заинтересовал какой-либо вид радиатора, то мы готовы бесплатно выслать Вам почтой образец для испытаний.

Надеемся на долговременное и взаимовыгодное сотрудничество.

Обращайтесь, и мы обязательно договоримся о поставках радиаторов!

Приглашаем к сотрудничеству организации, торгующие электронными компонентами.

В физике, электротехнике и атомной термодинамике есть известный закон — ток, протекающий по проводам, нагревает их. Придумали его Джоуль и Ленц, и оказались правы — так оно и есть. Всё, что работает от электричества, так или иначе часть проходящей энергии передаёт в тепло.

Так уж получилось в электронике, что самым страдающим от тепла объектом нашей окружающей среды является воздух. Именно воздуху нагревающиеся детали передают тепло, а от воздуха требуется принять тепло и куда-нибудь подевать. Потерять, к примеру, или рассеять по себе. Процесс отдачи тепла мы с вами назовем охлаждением.

Наши электронные конструкции тоже рассеивают немало тепла, одни — больше, другие — меньше. Греются стабилизаторы напряжения, греются усилители, греется транзистор, управляющий релюшкой или даже просто мелким светодиодом, разве что греется ну совсем немного. Ладно, если греется немного. Ну а если он жарится так, что руку держать нельзя? Давайте пожалеем его и попробуем как-нибудь ему помочь. Так сказать, облегчить его страдания.

Вспомним устройство батареи отопления. Да, да, та самая обычная батарея, что греет комнату зимой и на которой мы сушим носки и футболки . Чем больше батарея, тем больше тепла будет в комнате, так ведь? По батарее протекает горячая вода, она нагревает батарею. У батареи есть важная вещь — количество секций. Секции контактируют с воздухом, передают ему тепло. Так вот, чем больше секций, то есть чем больше занимаемая площадь батареи, тем больше тепла она может нам отдать. Приварив еще парочку секций, мы сможем сделать теплее нашу комнату. Правда, при этом горячая вода в батарее может остыть, и соседям ничего не останется.

Читайте также:  Почему проектор показывает нечеткое изображение

Рассмотрим устройство транзистора.

На медном основании (фланце) 1 на подложке 2 закреплен кристалл 3. Он подключается к выводам 4. Вся конструкция залита пластмассовым компаундом 5. У фланца есть отверстие 6 для установки на радиатор.

Вот это по сути та же самая батарея, посмотрите! Кристалл греется, это как горячая вода. Медный фланец контактирует с воздухом, это секции батареи. Площадь контакта фланца и воздуха — это место нагревания воздуха. Нагревающийся воздух охлаждает кристалл.

Как сделать кристалл холоднее? Устройство транзистора мы изменить не можем, это понятно. Создатели транзистора об этом тоже подумали и для нас, мучеников, оставили единственную дорожку к кристаллу — фланец. Фланец — это как одна-единственная секция у батареи — жарить жарит, а тепла воздуху не передается — маленькая площадь контакта. Вот тут предоставляется простор нашим действиям! Мы можем нарастить фланец, припаять к нему еще "парочку секций", то бишь большую медную пластинку, благо фланец сам медный, или же закрепить фланец на металлической болванке, называемой радиатором. Благо отверстие во фланце приготовлено под болт с гайкой.

Что же такое радиатор? Я твержу уже третий абзац про него, а толком так ничего и не рассказал! Ладно, смотрим:

Как видим, конструкция радиаторов может быть различной, это и пластинки, и ребра, а еще бывают игольчатые радиаторы и разные другие, достаточно зайти в магазин радиодеталей и пробежаться по полке с радиаторами . Радиаторы чаще всего делают из алюминия и его сплавов (силумин и другие). Медные радиаторы лучше, но дороже. Стальные и железные радиаторы применяются только на очень небольшой мощности, 1-5Вт, так как они медленно рассеивают тепло.

Тепло, выделяемое в кристалле, определяется по очень простой формуле P=U*I , где P — выделяемая в кристалле мощность, Вт, U = напряжение на кристалле, В, I — сила тока через кристалл, А. Это тепло проходит через подложку на фланец, где передается радиатору. Далее нагретый радиатор контактирует с воздухом и тепло передается ему, как следующему участнику нашей системы охлаждения.

Посмотрим на полную схему охлаждения транзистора.

У нас появились две штуки — это радиатор 8 и прокладка между радиатором и транзистором 7. Её может и не быть, что и плохо, и хорошо одновременно. Давайте разбираться.

Расскажу о двух важных параметрах — это тепловые сопротивления между кристаллом (или переходом, как его еще называют) и корпусом транзистора — Rпк и между корпусом транзистора и радиатором — Rкр. Первый параметр показывает, насколько хорошо тепло передается от кристалла к фланцу транзистора. Для примера, Rпк, равное 1,5градуса Цельсия на ватт, объясняет, что с увеличением мощности на 1Вт разница температур между фланцем и радиатором будет 1,5градуса. Иными словами, фланец всегда будет холоднее кристалла, а насколько — показывает этот параметр. Чем он меньше, тем лучше тепло передается фланцу. Если мы рассеиваем 10Вт мощности, то фланец будет холоднее кристалла на 1,5*10=15градусов, а если же 100Вт — то на все 150! А поскольку максимальная температура кристалла ограничена (не может же он жариться до белого каления!), фланец надо охлаждать. На эти же 150 градусов .

К примеру:
Транзистор рассеивает 25Вт мощности. Его Rпк равно 1,3градуса на ватт. Максимальная температура кристалла 140градусов. Значит, между фланцем и кристаллом будет разница в 1,3*25=32,5градуса. А поскольку кристалл недопустимо нагревать выше 140градусов, от нас требуется поддерживать температуру фланца не горячее, чем 140-32,5=107,5градусов. Вот так.
А параметр Rкр показывает то же самое, только потери получаются на той самой пресловутой прокладке 7. У нее значение Rкр может быть намного больше, чем Rпк, поэтому, если мы конструируем мощный агрегат, нежелательно ставить транзисторы на прокладки. Но всё же иногда приходится. Единственная причина использовать прокладку — если нужно изолировать радиатор от транзистора, ведь фланец электрически соединен со средним выводом корпуса транзистора.

Вот давайте рассмотрим еще один пример.
Транзистор жарится на 100Вт. Как обычно, температура кристалла — не более 150градусов. Rпк у него 1градус на ватт, да еще и на прокладке стоит, у которой Rкр 2 градуса на ватт. Разница температур между кристаллом и радиатором будет 100*(1+2)=300градусов. Радиатор нужно держать не горячее, чем 150-300 = минус 150 градусов: Да, дорогие мои, это тот самый случай, который спасет только жидкий азот: ужос!

Читайте также:  Тренажер лечи играй отзывы

Намного легче живется на радиаторе транзисторам и микросхемам без прокладок. Если их нет, а фланцы чистенькие и гладкие, и радиатор сверкает блеском, да еще и положена теплопроводящая паста, то параметр Rкр настолько мал, что его просто не учитывают.

Разобрались? Поехали дальше!

Охлаждение бывает двух типов — конвекционное и принудительное. Конвекция, если помним школьную физику, это самостоятельное распространение тепла. Так же и конвекционное охлаждение — мы установили радиатор, а он сам там как-нибудь с воздухом разберется. Радиаторы конвекционного типа устанавливаются чаще всего снаружи приборов, как в усилителях, видели? По бокам две металлические пластинчатые штуковины. Изнутри к ним привинчиваются транзисторы. Такие радиаторы нельзя накрывать, закрывать доступ воздуха, иначе радиатору некуда будет девать тепло, он перегреется сам и откажется принимать тепло у транзистора, который долго думать не будет, перегреется тоже и: сами понимаете что будет. Принудительное охлаждение — это когда мы заставляем воздух активнее обдувать радиатор, пробираться по его ребрам, иглам и отверстиям. Тут мы используем вентиляторы, различные каналы воздушного охлаждения и другие способы. Да, кстати, вместо воздуха запросто может быть и вода, и масло, и даже жидкий азот. Мощные генераторные радиолампы частенько охлаждаются проточной водой.

Как распознать радиатор — для конвекционного он или принудительного охлаждения? От этого зависит его эффективность, то есть насколько быстро он сможет остудить горячий кристалл, какой поток тепловой мощности он сможет через себя пропустить.

Первый радиатор — для конвекционного охлаждения. Большое расстояние между ребрами обеспечивает свободный поток воздуха и хорошую теплоотдачу. На второй радиатор сверху одевается вентилятор и продувает воздух сквозь ребра. Это принудительное охлаждение. Разумеется, использовать везде можно и те, и те радиаторы, но весь вопрос — в их эффективности.
У радиаторов есть 2 параметра — это его площадь (в квадратных сантиметрах) и коэффициент теплового сопротивления радиатор-среда Rрс (в Ваттах на градус Цельсия). Площадь считается как сумма площадей всех его элементов: площадь основания с обеих сторон + площадь пластин с обеих сторон. Площадь торцов основания не учитывается, так там квадратных сантиметров ну совсем немного будет .

Пример:
радиатор из примера выше для конвекционного охлаждения.
Размеры основания: 70х80мм
Размер ребра: 30х80мм
Кол-во ребер: 8
Площадь основания: 2х7х8=112кв.см
Площадь ребра: 2х3х8=48кв.см.
Общая площадь: 112+8х48=496кв.см.

Коэффициент теплового сопротивления радиатор-среда Rрс показывает, на сколько увеличится температура выходящего с радиатора воздуха при увеличении мощности на 1Вт. Для примера, Rрс, равное 0,5 градуса Цельсия на Ватт, говорит нам, что температура увеличится на полградуса при нагреве на 1Вт. Этот параметр считается трехэтажными формулами и нашим кошачьим умам ну никак не под силу: Rрс, как и любое тепловое сопротивление в нашей системе, чем меньше, тем лучше. А уменьшить его можно по-разному — для этого радиаторы чернят химическим путем (например алюминий хорошо затемняется в хлорном железе — не экспериментируйте дома, выделяется хлор!), еще есть эффект ориентировать радиатор в воздухе для лучшего прохождения его вдоль пластин (вертикальный радиатор лучше охлаждается, чем лежачий). Не рекомендуется красить радиатор краской: краска — лишнее тепловое сопротивление. Если только слегка, чтобы темненько было, но не толстым слоем!

В приложении есть небольшая программа, в которой можно посчитать примерную площадь радиатора для какой-нибудь микросхемы или транзистора. С помощью него давайте рассчитаем радиатор для какого-нибудь блока питания.

Схема блока питания.

Блок питания выдает на выходе 12Вольт при токе 1А. Такой же ток протекает через транзистор. На входе транзистора 18Вольт, на выходе 12Вольт, значит, на нем падает напряжение 18-12=6Вольт. С кристалла транзистора рассеивается мощность 6В*1А=6Вт. Максимальная температура кристалла у 2SC2335 150градусов. Давайте не будем эксплуатировать его на предельных режимах, выберем температуру поменьше, для примера, 120градусов. Тепловое сопротивление переход-корпус Rпк у этого транзистора 1,5градуса Цельсия на ватт.

Поскольку фланец транзистора соединен с коллектором, давайте обеспечим электрическую изоляцию радиатора. Для этого между транзистором и радиатором положим изолирующую прокладку из теплопроводящей резины. Тепловое сопротивление прокладки 2градуса Цельсия на ватт.

Для хорошего теплового контакта капнем немного силиконового масла ПМС-200. Это густое масло с максимальной температурой +180градусов, оно заполнит воздушные промежутки, которые обязательно образуются из-за неровности фланца и радиатора и улучшит передачу тепла. Многие используют пасту КПТ-8, но и многие считают её не самым лучшим проводником тепла.
Радиатор выведем на заднюю стенку блока питания, где он будет охлаждаться комнатным воздухом +25градусов.

Читайте также:  Родословная схема с датами полная версия

Все эти значения подставим в программку и посчитаем площадь радиатора. Полученная площадь 113кв.см — это площадь радиатора, рассчитанная на длительную работу блока питания в режиме полной мощности — дольше 10часов. Если нам не нужно столько времени гонять блок питания, можно обойтись радиатором поменьше, но помассивнее. А если мы установим радиатор внутри блока питания, то отпадает необходимость в изолирующей прокладке, без нее радиатор можно уменьшить до 100кв.см.

А вообще, дорогие мои, запас карман не тянет, все согласны? Давайте думать о запасе, чтобы он был и в площади радиатора, и в предельных температурах транзисторов. Ведь ремонтировать аппараты и менять пережаренные транзисторы придется не кому-нибудь, а вам самим! Помните об этом!

При работе любого механизма его компоненты нагреваются. С возрастанием мощности возрастает и температура нагрева и, иногда, она становится такой, что без дополнительного отвода тепла не обойтись. Что бы отвести тепло от устройства и таким образом снизить его температуру применяют охладители, или как их еще называют – радиаторы.

Охлаждение электронных компонентов подразделяют на два вида – принудительное и естественное. При естественно охлаждении количество тепла, которое рассеивает сам элемент или его радиатор, достаточно, для нормальной работы оборудования. При принудительном охлаждении, установки охладителя недостаточно или его размер не может быть увеличен ввиду габаритных требований к изделию. Для принудительного охлаждения могут использовать вентиляторы, для более быстрой циркуляции воздуха:

Или же жидкостное (масло специальное или вода)

Также существуют способы отведения тепла, такие как кондукция, конвекция, комбинация этих способов.

Конвекцией называют теплообмен, при котором охладитель или корпус компонента отдают тепло более холодному окружающему воздуху, а его нагретые массы поднимаются вверх. Данный процесс будет интенсивнее в случае большей разности температур окружающего воздуха и компонента, более высокой скорости циркуляции охлаждающего вещества (воздух, жидкость), эффективности самого радиатора, ориентации в пространстве.

Кондукция – передача тепла через конструктивные элементы устройства. Через боковины, пластины и стенки происходит теплообмен.

Передача энергии от электронного компонента в окружающую среду путем распространения волн называют излучением. Интенсивность такого излучения зависит от степени черноты охладителя. Лучшее излучение энергии и наибольшую степень черноты (порядка 0,92 – 0,98) имеют темненные и темные матовые поверхности. Пожалуй, самыми плохими для обмена путем излучения будут полированные и светлые поверхности (степень черноты 0,04 – 0,08).

Радиаторы или охладители (что в принципе одно и то же) могут самые разнообразные формы и конструкции:

Наиболее распространенными являются радиаторы типа «краб», жалюзийные, пластинчатые, ребристые, игольчатые. Также необходимо помнить то, что габаритные размеры радиатора не прямо пропорциональны его эффективности. Иногда охладитель небольшого размера куда эффективнее крупногабаритного, а иногда и наоборот.

Для того чтоб система охлаждения имела наибольшую эффективность необходимо помнить и соблюдать несколько правил:

  • Для распространения тепла к самым дальним участкам теплоотвода плита, к которой прикреплен электронный элемент, должна быть достаточно толстой;
  • Сопротивление тепловое между теплоотводящим элементом и устройством должно быть минимальным. Для этого используют специальные термопасты типа КПТ-8. Также между элементом и радиатором не должно быть отверстий, компонент должен плотно прилегать к охладителю;
  • Крепеж электронного устройства на радиатор должен быть осуществлен в том месте, где распространения тепла по теплоотводу будет равномерным;
  • Параллельно воздушному потоку необходимо расположить ребра радиаторов;
  • Не забываем о цвете и покрытии. Как упоминалось выше, для наиболее лучшего теплоотвода охладитель должен быть темным матовым или черным. Чтоб выполнить эти условия металл либо покрывают лаком соответствующего цвета, либо красят;

Как правило, один тип передачи энергии нагрева элементов встречается крайне редко. Для большего эффекта используют комбинированные виды теплообмена (очень часто все три вида обмена). При этом суммарный теплоотводящий поток будет равен сумме потоков от используемых способов теплообмена (излучение, конвекции или кондукции).

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector