Конструктивный расчет радиатора блока оконечного усиления

Определяющим параметром при выборе радиатора является температура коллекторного перехода транзисторов БОУ. Для каждого транзистора существует определенная температура коллекторного перехода, превышение которой приводит к выходу его из строя. Это так называемая максимально допустимая температура коллекторного перехода, приводимая в справочниках .

Высокая надежность БОУ может быть реализована только при выполнении условия:

,

где - максимальное расчетное значение температуры коллекторного перехода I i-го транзистора. Недостаточное внимание к вопросам теплового режима транзисторов БОУ может свести на нет всю работу по схемотехническому расчету БОУ.

Расчет тепловых параметров и тепловых режимов транзисторов средней и большой мощности при стационарных режимах с достаточной для инженерных расчетов степенью точности производится по тепловым схемам замещения. Тепловая схема замещения представляет собой эквивалентную схему рассеяния тепла в системе коллекторный переход транзистора - радиатор-окружающая среда. В этой схеме разности температур выполняют роль разностей потенциалов, тепловой поток выполняет роль электрического тока (сила тока определяется величиной мощности, рассеиваемой транзистором БОУ), а тепловые сопротивления - роль сосредоточенных электрических сопротивлений.

Тепловое сопротивление показывает, на сколько градусов изменится температура участка системы при изменении мощности, рассеиваемой транзистором, на 1 Вт. Размерностью теплового сопротивления является оС/Вт.

Полная эквивалентная схема рассеяния тепла транзисторами средней и большой мощности с радиаторами при стационарных режимах изображена на рис.6.1.

Рис.6.1

По аналогии с электрическими цепями к схеме (рис.6.1) применимы закон Ома и все теоремы для последовательного и параллельного соединений сопротивлений.

Для транзисторов средней и большой мощности, работающих с радиаторами, обычно имеет место неравенство:

,

так как поверхность корпуса транзистора невелика и тепловой поток, рассеиваемый этой поверхностью, мал.

Поэтому эквивалентная расчетная схема приобретает вид, показанный на рис 6.2.

Рис.6.2

Пользуясь схемой рис.6.2, можно написать зависимость температуры коллекторного перехода транзистора от мощности, выделяемой в транзисторе, конструкции радиатора и способа монтажа транзистора на радиаторе.кр - температура кристалла (145 °С), tк - температура корпуса, tр - температура радиатора, tс - температура среды (45 °С). tкр, tк, tр, tс эквивалентны потенциалам, а их разности - разностям потенциалов. Pp - мощность рассеяния - в эквивалентной схеме выступает в роли источника э.д.с Rкр-к (2 °С/Вт), Rк-р , Rр-с , Rк-с (0,5 °С/Вт) - тепловые сопротивления

Расчет:

tк=145 0C , tc=45 0C

Для снижения габаритов БОУ будет использоваться ребристый радиатор. Для повышения надёжности работы между микросхемой и радиатором нанесён слой теплопроводящей пасты, которая снижает Rт-кр. Для циркуляции воздуха и повышения эффективности охлаждения в корпусе АС должны быть предусмотрены вентиляционные отверстия. Исходя из рассчитанного теплового сопротивления радиатора, используя график на рис. 6.3 выбраны габариты и тип радиатора.

Рис. 6.3

Радиатор одностороннего оребрения РОЕ 40 L=100 мм - высота радиатора.=100 - ширина радиатора.=24 мм - высота рёбер.=10 - количество рёбер.

В результате расчётов, можем выбрать пластинчатый радиатор с естественной конвекцией (рис.6.4).

Рис. 6.4

Еще статьи по теме

Проектирование цифрового устройства
В настоящее время в нашей жизни появляется все больше и больше цифровых устройств, которые выполняют достаточно широкий ряд функций. Эти устройства - калькуляторы, программаторы, различные счетчики сигнало ...

Проектирование инфокоммуникационной волоконно-оптической сети связи железной дороги
В настоящее время все большее распространение получают цифровые системы передачи информации. Они постепенно вытесняют аналоговые системы, которые постоянно демонтируют и заменяют на более совершенные цифровые. Такая тенденция ...

Главное меню

© 2019 / www.techsolid.ru