4. Вибір і розрахунок радіаторів.

4.1. Розрахунок радіаторів для мікросхем.

Перегрів напівпровідникових приладів можна зменшити шляхом збільшення тепловиділяючої поверхні, тобто установкою приладу на радіатор. Для повітряного охолодження широко використаються наступні типи радіаторів : пластинчасті, ребристі, гольчато-штирьові, типу «краб», жалюзійні, петельно-дротяні. Найбільшою ефективністю штировий-штирові-голчасто-штирові й ребристі радіатори.

Вихідними даними для вибору й розрахунку радіаторів є: гранична температура переходу t_p-n, що розсіює приладом потужність P_к, температура навколишнього середовища t_о, внутрішній тепловий опір приладу R_tп-к, тепловий опір контакту між приладом і радіатором R_tк. Для мікросхеми TDA 2040 гранична температура переходу становить 150⁰С, тепловий опір приладу 3⁰С/Вт, площа контактної поверхні 1,5 см².

4.1.1.Визначаємо перегрів місця кріплення приладу до радіатора:

∆t_к = t_к - t_о = (tр-п - t_о) - Р(R_tп-к + R_tк) (^ос) [73]

де t_к - температура місця кріплення приладу до радіатора;

R_tк = 2,2/Sк (^ос) [74]

де S_к - площа контактної поверхні, см². (Приклад: R_tk = 2,2/1,5 = 1,47⁰С

∆t_s = (150 - 50) - 13,54(3 + 1,47) = 39,5⁰С).

2.Визначаємо середній перегрів підстави радіатора:

∆t_s = t_s - t_o = 0,83(t_к - t_o) (^oс) [75]

де t_s - середня температура поверхні радіатора. (Приклад: ∆t_s = 0,83х39,5 = 32,8 ^ос)

3. Вибираємо тип радіатора. При виборі радіатора варто враховувати що при перегріві до 50^ос в умовах природного охолодження більше ефективні голчасто-штирові радіатори, при більшому перегріві ефективність голчасто-штирових і ребристих радіаторів стає приблизно однакової, але ребристі радіатори більше прості й технологічні у виготовленні; при примусовому охолодженні більше ефективні голчасто-штирові радіатори. (Приклад: вибираємо голчасто-штирові радіатори з висотою штиря 20 мм, крок ребер 7 мм, діаметр штирів 2 мм).

4.По графіках (рисунок 4.1) визначаємо коефіцієнт ефективної тепловіддачі радіатора α_эф(Вт/м^2ос). (Приклад: α_эф = 63 Вт/м^2ос)

5.Визначаємо площу підстави радіатора

S_р = L₁L₂ = 10⁴ Р/α_эф ∆ t_s (см²) [76]

4.2. Розрахунок радіаторів для транзисторів стабілізатора.

Для транзисторів КT818В, КТ819В гранична температура переходу становить 150⁰С, тепловий опір приладу 1,67⁰С/Вт, площа контактної поверхні 1,5 см².

1.Визначаємо перегрів місця кріплення приладу до радіатора:

∆t_к = t_к - t_о = (t_р-п - t_о) - Р(R_tп-к + R_tк) (^ос) [77]

де t_к - температура місця кріплення приладу до радіатора;

R_tк = 2,2/S_к (^ос) [78]

де S_к - площа контактної поверхні, см².

2.Визначаємо середній перегрів підстави радіатора:

∆t_s = t_s - t_o = 0,83(t_к - t_o) (^oс) [79]

де t_s - середня температура поверхні радіатора.

3. Вибираємо тип радіатора. При виборі радіатора варто враховувати що при перегріві до 50^ос в умовах природного охолодження більше ефективні голчасто-штирові радіатори, при більшому перегріві ефективність голчасто-штирових і ребристих радіаторів стає приблизно однакової, але ребристі радіатори більше прості й технологічні у виготовленні; при примусовому охолодженні більше ефективні голчасто-штирові радіатори.

4.По графіках рисунок 4.2 визначаємо коефіцієнт ефективної тепловіддачі радіатора α_эф(Вт/м^2ос). α_эф = 66 (Вт/м^2ос)

5.Визначаємо площу підстави радіатора

S_р = L₁L₂ = 10⁴ Р/α_эф ∆ t_s (см²) [80]