Выбор конструкции и тепловой расчёт радиатора для охлаждения диодов выходного выпрямителя

Материалы о физике / Источники электропитания / Выбор конструкции и тепловой расчёт радиатора для охлаждения диодов выходного выпрямителя

Страница 2

Rср. п=0,6 · (5 · 10 ˉ⁶+10 ·10 ˉ⁶) /0,164=0,55 ·10 ˉ м·˚C/ Вт.

Удельное контактное тепловое сопротивление с пастой:

Rкп= (7,65·10ˉ·0,55·10ˉ?) / (7,65·10ˉ+0,55·10ˉ?) =0,51·10ˉ? м·˚C/ Вт.

Таким образом, тепловое контактное сопротивление при наличии пасты в 3 раза ниже. Тепловое контактное сопротивление между корпусом и теплоотводом определяется по формуле:

Rк-т= Rкп/S=0,51·10ˉ?/5,096·10ˉ?=0,1˚C/ Вт.

где S-площадь корпуса компонента (S=5,096·10ˉ? м?).

На практике, тепловое контактное сопротивление увеличивают на 30% [6]. С учётом 30% запаса Rк-т принимаем Rк-т=0,13 ˚C/ Вт.

Определяем допустимую температуру теплоотвода при заданной мощности Р, рассеиваемой теплоотводом:

tp=tдоп-Rк-т ·Р=85-0,13·7,5=84˚C

где tдоп=85˚C - допустимая температура корпуса диода;

Р=7,5 Вт-мощность, рассеиваемая диодом.

После изготовления изделия все компоненты схемы покрываются лаком УР-231 не менее, чем тремя слоями, что приводит к перегреву компонента на 2-5%, то допустимая температура радиатора определяется по формуле

tрлак=tср+0,95· (tр-tср) =65+0,95 (82-65) =81,15˚C

Принимаем tрлак=82 ˚C.

Выбираем односторонний игольчато-штыревой радиатор для естественной конвекции с шагом расположения штырей а=9мм, шириной А=31мм, высотой радиатора L=40мм, высотой штырей C=32мм, средним диаметром штыря 2мм, приведённым коэффициентом черноты ε пр=0,85, толщиной основания d=5мм, длиной радиатора В=117 мм.

Проводимость полоски радиатора длиной 117мм, ширина которого равна шагу а=9мм, определяется по графику, рис.5.47, [6] по допустимой температуре перегрева радиатора ∆tрдоп= tрлак - tс=82-65=17 ˚C.

Для кривой L=117 мм,

1/Rпол=0,04 Вт/град;

Проводимость радиатора

1/Rрад=1/Rпол·n+1/R5,

где n-число полосок по длине радиатора В:

n=В/а=117/9=13

1/R5 - поправка на излучение с боковых сторон радиатора, Вт/град, определяется по графикам (рис.5.48), [6]. Для одностороннего радиатора с L=117 мм, С=32мм.

1/R6=0,065 Вт/град.

Проводимость радиатора

1/Rрад=0,04·13+0,065=0,585 Вт/град.

Количество теплоты, отводимое радиатором от диода.

R=1/Rрад· (tрад-tc) =0,585· (82-65) =9,945 Вт

По расчёту, отводимая мощность равна 7,5 Вт, поэтому выбранный радиатор имеет завышенные размеры. При следующем приближении выбираем радиатор исходя из его проводимости 1/Rрад=7,5 Вт/17=0,44 Вт/град.

Страницы: 1 2